CN111856836A - 一种正交模式光参量放大方法及装置 - Google Patents

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刘博�
忻向军
***
毛雅亚
陈帅东
王瑞春
沈磊
李良川
周锐
王光全
吴泳锋
孙婷婷
赵立龙
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    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
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Abstract

本发明公开了一种正交模式光参量放大方法，包括以下步骤：将信号光进行信号调制，得到四种偏振模式信号光；将四种偏振模式信号光经过光子灯笼模分复用技术进入到少模光纤；将泵浦光进行信号调制，得到四种偏振模式泵浦光，将这四种光耦合到长拉锥光纤中；将耦合输出后的泵浦光通过相位匹配，和少模光纤输出后的信号光耦合进入放大器；将获得的放大光通过MIMO均衡输出。本发明还公开了一种正交模式光参量放大装置。本发明对四种模式的光同时进行光参量放大，有效提高光参量放大的载波数和效率，降低成本；提高了光纤中信道容量；减小了由于模间色散对光参量放大带来的影响；利用相位匹配的泵浦光大大提高了泵浦效率。

Description

一种正交模式光参量放大方法及装置
技术领域
本发明涉及光参量放大技术，特别涉及一种正交模式光参量放大方法及装置。
背景技术
随着光纤通信业务的普及，大数据、5G、云计算与移动互联网等新兴IT业务的快速发展，使得人们对于网络容量的需求呈现快速増长，造成网络的容量再度成为紧缺资源。伴随光网络带宽的需求不断增大，单模单通道光纤容量供应难于满足骨干网容量的増速，光时分复用、波分复用、密集波分复用、空分复用、偏振复用等复用技术不断被提出，并且运用于光通信***扩容。目前的光传输***在这些复用技术下已经接近带宽的极限，除了时隙、波长等复用要素，以正交模式为独立通道的复用技术成为扩充传输容量的新增长点。空分复用中的模式复用技术作为扩充通信容量的探索方向，应用于下一代超高速、大容量、远距离、无阻塞骨干传输网，对克服通信容量不足的瓶颈具有帮助。
光参量放大是一种利用非线性晶体对信号光强度放大的非线性激光频率变换技术，由于它能够在较大波段范围实现激光的宽带可调谐输出，有效地拓宽了现有固体激光器的输出波长范围，使得基于三波非线性结合的光学参量放大及振荡器件，得到了越来越多激光研究人员的广泛关注，现有的光参量放大方法多数是对一种模式的光参量进行放大。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种正交模式光参量放大方法，实现不同模式的信号光之间无色散传输，本发明的另一目的是提供实现一种正交模式光参量放大装置。
技术方案：本发明所述的一种正交模式光参量放大方法，包括以下步骤：
S1：将信号光进行信号调制，得到四种偏振模式信号光；
S2：将所述四种偏振模式信号光经过光子灯笼模分复用技术进入到少模光纤；
S3：将泵浦光进行信号调制，得到四种偏振模式泵浦光，将这四种光耦合到长拉锥光纤中；
S4：将S3中耦合输出后的泵浦光通过相位匹配，和S2少模光纤输出后的信号光耦合进入放大器，泵浦光不断的对信号光进行泵浦，实现光参量放大；
S5：将S4获得的放大光通过
Figure 947805DEST_PATH_IMAGE001
MIMO均衡输出。
所述步骤S1中四种偏振模式信号光的模式分别为LP01、LP11、LP21、LP02。
所述步骤S2少模光纤工作波长包含信号光发光波段。
所述步骤S3偏振模式泵浦光与步骤S1偏振模式信号光的模式相同。
所述步骤S4所述放大器包括光子晶体光纤。
一种正交模式光参量放大装置，包括信号光源、光子灯笼、少模光纤、泵浦光源、相位匹配器、耦合器、放大器和MIMO均衡器，所述信号光源产生信号光，经过信号调制后，输入到光子灯笼，输出的信号光输入到少模光纤；所述泵浦光源产生泵浦光，经过信号调制后，输入到长拉锥光纤，输出光入射到相位匹配器，经过相位匹配之后的泵浦光与从少模光纤输出的信号光通过耦合器入射到放大器，获得光参量放大光，最终通过MIMO均衡器输出。
有意效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
1、本发明对四种模式的光同时进行光参量放大，有效提高光参量放大的载波数和效率，降低成本；
2、利用光子灯笼的模分复用技术，提高了光纤中信道容量；
3、在正交模式下，不同模式的光之间模间色散趋于零，减小了由于模间色散对光参量放大带来的影响；
4、利用相位匹配的泵浦光大大提高了泵浦效率。
附图说明
图1为本发明装置示意图。
具体实施方式
本实施例所述的一种正交模式光参量放大方法，包括以下步骤：
S1：将信号光进行信号调制，得到四种偏振模式信号光，分别为LP0114、LP1115、LP2116、LP0217；
S2：将四种偏振模式信号光经过光子灯笼9模分复用技术进入到少模光纤10，其中少模光纤9工作波长包含信号光发光波段；
S3：将泵浦光进行信号调制，得到四种偏振模式泵浦光，分别为LP012、LP113、LP214、LP025，将这四种光耦合到长拉锥光纤6中；
S4：将S3中耦合输出后的泵浦光通过相位匹配，和S2少模光纤10输出后的信号光耦合进入光子晶体光纤，泵浦光不断的对信号光进行泵浦，实现光参量放大；
S5：将S4获得的放大光通过
Figure 480418DEST_PATH_IMAGE002
MIMO均衡输出，从而实现不同偏振模式下的多路载波 的光参量放大。
如图1所示装置示意图，一种正交模式光参量放大装置，包括信号光源8、光子灯笼 9、少模光纤10、泵浦光源1、相位匹配器7、耦合器11、光子晶体光纤12和MIMO均衡器13，所述 信号光源8产生信号光，经过信号调制后，输入到光子灯笼9，输出的信号光输入到少模光纤 10；所述泵浦光源1产生泵浦光，经过信号调制后产生LP01 2、LP11 3、LP21 4、LP02 5模式光，输 入到长拉锥光纤6，输出光入射到相位匹配器7，经过相位匹配之后的泵浦光与从少模光纤 10输出的信号光通过耦合器11入射到光子晶体光纤12，获得光参量放大光，最终通过
Figure 882580DEST_PATH_IMAGE003
MIMO均衡器13输出。

Claims (6)

1.一种正交模式光参量放大方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将信号光进行信号调制，得到四种偏振模式信号光；
S2：将所述四种偏振模式信号光经过光子灯笼（9）模分复用技术进入到少模光纤（10）；
S3：将泵浦光进行信号调制，得到四种偏振模式泵浦光，将这四种光耦合到长拉锥光纤（6）中；
S4：将S3中耦合输出后的泵浦光通过相位匹配，和S2少模光纤（10）输出后的信号光耦 合进入放大器，泵浦光不断的对信号光进行泵浦，实现光参量放大；S5：将S4获得的放大光 通过
Figure 523475DEST_PATH_IMAGE001
MIMO均衡输出。
2.根据权利要求1所述的正交模式光参量放大方法，其特征在于，所述步骤S1中四种偏振模式信号光的模式分别为LP01（14）、LP11（15）、LP21（16）、LP02（17）。
3.根据权利要求1所述的正交模式光参量放大方法，其特征在于，所述步骤S2少模光纤（10）工作波长包含信号光发光波段。
4.根据权利要求1所述的正交模式光参量放大方法，其特征在于，所述步骤S3偏振模式泵浦光与步骤S1偏振模式信号光的模式相同。
5.根据权利要求1所述的正交模式光参量放大方法，其特征在于，所述步骤S4所述放大器包括光子晶体光纤（12）。
6.一种正交模式光参量放大装置，其特征在于，包括信号光源（8）、光子灯笼（9）、少模光纤（10）、泵浦光源（1）、相位匹配器（7）、耦合器（11）、放大器和MIMO均衡器（13），所述信号光源（8）产生信号光，经过信号调制后，输入到光子灯笼（9），输出的信号光输入到少模光纤（10）；所述泵浦光源（1）产生泵浦光，经过信号调制后，输入到长拉锥光纤（6），输出光入射到相位匹配器（7），经过相位匹配之后的泵浦光与从少模光纤（10）输出的信号光通过耦合器（11）入射到放大器，获得光参量放大光，最终通过MIMO均衡器（13）输出。
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