一种多模场参量放大方法

摘要

本发明公开了一种多模场参量放大方法，属于通信技术领域。在多模光纤中，n个模式分别由相应的泵浦光源和信号光源产生泵浦光和信号光，泵浦光和信号光通过耦合器耦合进入高非线性光纤，各个模式经过模式分离器分离开来；最终通过光带通滤波器将信号光提取出来，送入接收机。本发明将参量放大运用到多模光纤中，能够节约光纤系统的成本；通过考虑多模光纤模式之间的耦合作用，提供一种更加精确地研究多模光纤参量放大的方法。

主权项

一种多模场参量放大方法，其特征在于：具体包括如下步骤，第一步，在多模光纤中有n个模式1，2，3，...n，n个模式分别由相应的泵浦光源和信号光源产生泵浦光和信号光；第二步，泵浦光和信号光通过耦合器耦合进入高非线性光纤，在高非线性光纤中，不同光场在介质中相互作用，在不同于入射波长处由于四波混频效应激发产生新频率的光波，新频率的光波中有一部分与输入的信号光频率一样，这些新频率的光波累加在注入的信号光上，完成了光纤中入射信号光的参量放大；而在泵浦光另一侧产生闲频光，对于n个模式的情况任意两个模式之间的耦合关系为：对于第m个模式有：$\frac{{\mathrm{dA}}_m\left(z\right)}{dz}={\mathrm{i\beta }}_m{A}_m\left(z\right)+\underset{k\ne m}{\overset{n}{\Sigma }}{K}_{mk}{A}_k\left(z\right)$其中，A_m(z)为第m个模式在高非线性光纤中传输到距离z处的复振幅，A_k(z)为第k个模式在高非线性光纤中传输到距离z处的复振幅，β_m为第m个模式的传输常数，K_mk为第k个模式对第m个模式的耦合系数，m＝1，2，...n，k＝1，2，...n；第三步，各个模式经过模式分离器分离开来；泵浦光源发出的泵浦光、信号光源发出的信号光以及产生的闲频光需要满足相位匹配条件：Δk＝k_s+k_i‑2k_p＝(n_sω_s+n_iω_i‑2n_pω_p)/c＝0，其中，k_s、k_i、k_p分别为信号光、闲频光、泵浦光的波矢，n_s、n_i、n_p分别为信号光、闲频光、泵浦光在高非线性光纤中的折射率，ω_s、ω_i、ω_p分别为信号光、闲频光、泵浦光在高非线性光纤中的频率，c为光速；第四步，最终通过光带通滤波器将信号光提取出来，送入接收机。