[发明专利]基于异质多芯光纤的超宽带可调谐光频梳产生装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于异质多芯光纤的超宽带可调谐光频梳产生装置及方法，包括以下步骤：种子激光源发射单一频率的光信号在光电调制模块和射频驱动信号模块作用下，经光放大器和光滤波器产生原始种子光频梳信号；原始种子光频梳信号经过光耦合器、多芯光纤扇入扇出模块进入异质多芯光纤，在其不同类型的光纤纤芯作用下，结合光耦合器、光放大器、可调光衰减器，完成对光频梳信号的脉冲压缩，时域整形和带宽拓展，最终产生超宽带可调谐光频梳。本发明具有结构简单、稳定性好、带宽宽和有效载噪比高等优点。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种基于异质多芯光纤的超宽带可调谐光频梳产生装置及方法。

背景技术

当今互联网每秒钟传输着几百万亿(～10¹⁴)比特的数据，消耗世界总电量的9％，而且还在以每年20-30％的速度持续增长。尽管世界范围内已经铺设了大量基于普通单模单芯光纤以及波分复用(WDM)技术的光纤通信系统，受限于光纤非线性等因素，当前的光传输容量已经接近瓶颈。为了进一步提高传输容量，多维度的复用技术(如超宽带波分、空分复用等)开始被采用。超宽带复用技术需要使用数量众多、波长不同的高品质激光器作为发射激光源。然而激光器数量的增加将引起系统能耗随之增加，限制了光通信系统容量的进一步提升。为此，急需一种能够实现输出带宽宽、载波间隔可调谐的光频梳产生技术，以支持未来超大容量光纤通信系统提供技术支持。

目前，基于单个种子激光源产生的频率锁定多载波光源，即光频梳，是实现大容量光纤通信系统的关键器件。最近，基于光纤非线性的电光调制光频梳产生技术因其载波频率间隔灵活可调、带宽宽受到了广泛研究。但其结构复杂，不易集成。如何简单有效地实现宽带可调谐光频梳产生，是一个需要解决的重点和难点问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于异质多芯光纤的超宽带可调谐光频梳产生装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于异质多芯光纤的超宽带可调谐光频梳产生方法：包括以下步骤：

S2.所述原始种子光频梳信号经过第一光放大器和光滤波器，进行功率放大和噪声滤除，得到高性能种子光频梳信号；

S3.所述高性能种子光频梳信号经过一个2×2的光耦合器，所述一个2×2的光耦合器一个输出端经第一多芯光纤扇入扇出模块，并在光耦合器的另一输入端输出优化光频梳信号；

S4.优化光频梳信号经第一多芯光纤扇入扇出模块，连接异质多芯光纤中的第一个单模光纤纤芯进行时域脉冲压缩，再经第二多芯光纤扇入扇出模块，输出时域压缩光频梳信号；

S5.所述时域压缩光频梳信号输入至另一个光耦合器，完成对高性能种子光频梳信号的质量进一步优化，并由光耦合器的输入端输出二次优化光频梳信号；

S6.所述二次优化光频梳信号经第一多芯光纤扇入扇出模块，连接异质多芯光纤中的另一个单模光纤纤芯进行二次时域脉冲压缩，之后第二经多芯光纤扇入扇出模块，输出时域二次压缩光频梳信号；

S7.所述二次压缩光频梳信号经第一多芯光纤扇入扇出模块，连接异质多芯光纤中的第三个色散平坦高非线性光纤纤芯，完成光频梳带宽展宽，之后经第二多芯光纤扇入扇出模块，输出超宽带可调谐光频梳信号。

上述方案中，所述步骤S3还包括以下步骤：所述高性能种子光频梳信号经过2×2的光耦合器后，所述2×2的光耦合器其一个输出端经第一多芯光纤扇入扇出模块，连接异质多芯光纤中的第一个高非线性光纤纤芯，经第二多芯光纤扇入扇出模块，将所述第二多芯光纤扇入扇出模块输出端口与光耦合器的另一输出端相连，形成光纤非线性环形回路，完成对高性能种子光频梳信号的质量优化。