[发明专利]一种光纤参量放大器

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种光纤参量放大器的设计。

背景技术

随着光纤通信网络的迅速发展，光通信系统对光信息处理技术的需求越来越紧迫，例如要求光放大器具有大增益带宽、高增益水平和饱和输出功率、低噪声系数以及多路信号同时放大能力等。光放大技术在光通信系统扩容和增加传输距离方面具有巨大的优势和潜力，一直是光通信领域研究的热点。传统的掺铒光纤放大器在增益带宽、噪声性能等方面一定程度上已经难以适应未来光网络的发展。

基于光纤四波混频(FWM，Four-Wave Mixing)非线性效应的光纤参量放大器(FOPA，Fiber Optical Parametric Amplifier)越来越受到关注，成为研究的焦点。光纤参量放大器是依靠光纤中的四波混频效应进行光信号放大的新型光放大器，与其它类型的光放大器对比，光纤参量放大器具有许多显著优点：高增益(小信号近似时，与泵浦功率成指数关系)、宽带宽(可在光通信系统中全波段工作)、相敏特性(可实现0dB自发辐射噪声放大)、多路信号同时放大能力以及低噪声指数等。

为了适应光纤通信中长中继距离的要求，或者使有关光纤信息处理器件如光纤参量振荡器等工作在合适的工作状态，往往需要控制光纤参量放大器的增益。光纤参量放大器的增益与泵浦功率有关，所以可采用传统的调节泵浦功率方式来控制光纤参量放大器信号增益的大小。这种传统的增益可调方式在非线性系数较小而有效面积较大的普通光纤中虽然可以调节参量增益的大小，但是所获的增益并不能满足长中继距离的要求，这就需要在两者通信之间增加多个中继器，从而增加了设备的费用，而且泵浦功率影响着四波混频的相位失配，在一定范围泵浦功率时会使相位不能达到匹配条件使四波混频效率降低，从而这种可调方式会劣化信号增益的动态性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的光纤参量放大器存在的上述问题，提出了一种光纤参量放大器。

本发明的技术方案是：一种光纤参量放大器，包括：输入耦合单元、泵浦光源单元、磁可调非线性光纤单元和光滤波器输出单元，所述泵浦光源单元发出的泵浦光和输入信号光依次经过输入耦合单元和磁可调非线性光纤单元得到闲频光和信号光，最后经光滤波器输出单元输出输出信号，其特征在于，所述的磁可调非线性光纤单元包括磁光非线性光纤、磁场加载装置和可调直流电源，其中，可调直流电源为磁场加载装置提供可调节的电流，磁场加载装置为磁光非线性光纤提供磁场。

进一步的，所述的磁场加载装置为螺线环式磁场加载装置，或者为螺线管式磁场加载装置。

本发明的有益效果：在相同条件下，本发明的光纤参量放大器可以在传统的调节泵浦功率方式的基础上进一步提高参量增益的大小；本发明光纤参量放大器具有电磁调节方式优点，即通过可调直流电源为磁场加载装置提供驱动电流，以调节施加到磁光非线性光纤上的磁场，从而实现电磁调节过程，控制参量增益。

本发明是采用磁光非线性光纤作为参量介质实现增益放大功能，并通过电磁方式实现参量增益的可调功能，不但克服了传统增益调节方式对光纤参量放大器性能的劣化，而且还可以进一步提升传统光纤参量放大器的增益性能，使其满足较长中继距离的要求，而且通过这种调节方式还可以对输出脉冲进行整形功能，可以应用在光纤通信和智能光信息处理等领域。

附图说明

图1是本发明光纤参量放大器增益控制装置的原理示意图。

图2是本发明泵浦光源单元的示意图。

图3是本发明磁可调非线性光纤单元示意图。

图4是本发明磁可调非线性光纤单元中螺线环式磁场加载装置示意图。

图5是本发明磁可调非线性光纤单元中螺线管式磁场加载装置示意图。

图6是本发明光纤参量放大器信号增益随光纤长度周期性变化的示意图。

图7是本发明光纤长度为100m时光纤参量放大器信号增益可调范围示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的阐述。