[发明专利]光孤子脉冲串的全光放大方法

权利要求书

1.一种光孤子脉冲串的全光放大方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，产生初始光孤子脉冲串，并将初始光孤子脉冲串注入单模光纤中传输；

S2，控制初始光孤子脉冲串在单模光纤中传输z_A＝23.8095-34.5238km，使初始光孤子脉冲串的峰值功率P下降到2.5788-0.4293W，得到衰减的光孤子脉冲串；

S3，在单模光纤的z_A处注入功率为P₀的连续平面波，与衰减的光孤子脉冲串混合，构成形式为的混合波，并让混合波继续在单模光纤中传输；

S4，在连续平面波作用下，衰减的光孤子脉冲串被逐渐放大，并在单模光纤中继续传输L_A＝0.2893-1.5381km时，衰减的脉冲串被放大，形成具有平面波背景的放大光孤子脉冲串；

S5，在单模光纤的位置z_A+L_A处，放置频谱过滤器，以放大光孤子脉冲串的波长1550nm为中心、0.2nm为宽度进行频谱过滤，得到零背景稳定传输的放大光孤子脉冲串，此时，零背景稳定传输的放大光孤子脉冲串与初始光孤子脉冲串具有相同的功率；

其中，所述S1在产生初始光孤子脉冲串时，通过如下过程来实现：

皮秒光脉冲在单模光纤中的传输由如下非线性薛定谔方程来描述：

公式(1)中，A＝A(z,T)是电磁场慢变包络，z是传输距离，T是随脉冲以群速度v_g移动的参考系中的时间量度，T＝t-z/v_g，系数β₂和γ分别是二阶群速度色散GVD和克尔非线性参数，α＞0是光纤损耗；

不考虑光纤损耗，在反常色散条件下，即β＜0且α＝0，公式(1)具有如下形式的解：

公式(2)中，P₀为入射场的平均功率，时间τ＝T/T₀，距离Z＝(z-z₀)/L_NL，归一化非线性长度L_NL＝T₀²/|β₂|，时间尺度T₀＝(|β₂|/γP₀)^1/2，这里z₀是一个实参数；ω为调制频率，a为调制不稳定增益；确定不稳定调制增长；当0＜a＜1/2时，公式(2)表示的解称为Akhmediev呼吸解；

对于薛定谔方程(1)的周期解(2)，其傅里叶级数展开具有如下形式：

泵浦波和边带振幅演化的形式分别为：

n＝±1,±2,±3......为整数

在频域中滤除不随时间变化的得到无背景的能够稳定传输的光孤子脉冲串；

如果不考虑光纤损耗，即公式(1)中α＝0时，公式(5)表示的零背景脉冲串能够稳定传输；

所述单模光纤为石英SMF-28光纤，其二阶群速度色散GVD为β₂＝-21.4ps²km^-1，克尔非线性参数γ＝1.2W^-1km^-1，光纤损耗α＝0.19dB/km，中心波长为1550nm，入射功率P₀＝0.7W。