038] 由于本实用新型提供的这种光纤参量放大装置，是相位敏感型光纤参量放大装 置，其本身就具有打破3dB量子噪声极限的特性。且通过调节所述第一第二高非线性光子晶 体光纤的参数及其特性，可以实现超低噪声的光参量放大。因此，本实用新型提供的这种光 纤参量放大装置具有高增益、大带宽和低噪声的优点。
[0039] 可见，不同单模光纤205的色散值、透射率及光纤长度组合可以不同程度的调节第 一光纤参量放大器204传入的各光束之间的相对相位值，从而达到增益或衰减特定频率光 信号的目的。
[0040] 实际应用中，所述第一高非线性光子晶体光纤和第二高非线性光子晶体光纤分别 为具有如下表所示参数的高非线性光子晶体光纤：
[0041]
[0042] 单模光纤为具有如下表所示参数的单模光纤；
[0043]
[0044] 所述的两个栗浦源分别为能够产生如下表所述参数的栗浦光的栗浦源。
[0046]对采用具有上述参数的栗浦源、光纤参量放大器和单模光纤构成的光纤参量放大 装置进行测试。获得如下测试结果：
[0047]图4示出了图2所示实施例中，第一光纤参量放大器（图4中PCF1所示)在几个典型 的偏振状态下，对信号光的增益曲线。从图4中可以看出，当信号光、栗浦光之间的偏振状态 相同时，对信号光的增益最大;相同状态的圆偏振栗浦光对与栗浦光正交偏振的信号光的 增益几乎为零。
[0048] 图5示出了图2所示实施例中，第二光纤参量放大器（图5中PS-F0PA所示）在栗浦 光、信号光为同向圆偏振时对信号的增益和噪声系数，以及相同状态下第一光纤参量放大 器（图5中PI-F0PA所示）的增益曲线。从图5中可以看到，PS-F0PA对信号光的增益周期性波 动，这是单模光纤对各光束之间相对相位值进行调节的结果，当单模光纤对相对相位值的 调节力度加大时，对应的增益波动周期会减小。在增益峰值处，噪声系数达到最小值，且该 光纤参量放大装置覆盖的带宽非常大，可以同时放大多个波长。另外，在增益峰值处，第二 光纤参量放大器的增益值比第一光纤参量放大器的增益值大6dB左右。
[0049] 图6示出了图2所示实施例中，第二光纤参量放大器(图6中PS-F0PA所示)对不同偏 振态组合下的光增益曲线。从图6中所示的结果可以看出PS-F0PA的增益是与偏振相关的， 在栗浦光、信号光为同向圆偏振时的增益最大。
[0050] 图7示出了图2所示实施例中，第二光纤参量放大器(图7中PS-F0PA所示)对不同偏 振态组合下的噪声系数。从图7中所示的结果可以看出PS-F0PA的噪声系数也是偏振相关 的，在栗浦光、信号光为同向圆偏振时的噪声系数最小，约为（-2.4dB，实际值为3-2.4 = 0.6dB)〇
[0051] 需要说明的是，上述的各项参数只是一个实例。实际使用时，上述的各项参数可以 根据实际需求和已有条件进行调节，然后对调节后的参数进行测试，以确定是否满足需要。 例如，在获得相同增益值的条件下希望整个放大器系统更紧凑简洁，可以选择非线性系数 更高、长度更短的高非线性光子晶体光纤，目前高非线性光子晶体光纤的非线性系数已经 可以高达1500W-lkm-l。
[0052] 由此可见，本实用新型实施例提供的这种光纤参量放大装置，基于存在闲频光时 四波混频过程的光参量放大器的固有属性，具有高增益、大带宽和低噪声的优点，能够在非 常大的带宽内（约1 〇〇nm)，对特定波长的光信号实现超低噪声(约0.6dB)的指数级增益。
[0053] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0054] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0055] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范 围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实 用新型的保护范围内。
【主权项】
1. 一种光纤参量放大装置，包括:两个栗浦源、光親合器及第一光纤参量放大器;其特 征在于，还包括一段单模光纤和第二光纤参量放大器； 所述光耦合器与第一光纤参量放大器相连;第一光纤参量放大器和第二光纤参量放大 器通过所述单模光纤相连； 所述光耦合器将信号光和所述两个栗浦源产生的两束栗浦光耦合至第一光纤参量放 大器； 所述第一光纤参量放大器将两束栗浦光、产生的闲频光和放大后的信号光通过所述单 模光纤发送至第二光纤参量放大器； 所述单模光纤对所述两束栗浦光、产生的闲频光和放大后的信号光之间的相位进行调 To2. 根据权利要求1所述的光纤参量放大装置，其特征在于，所述的第一光纤参量放大器 的增益介质为第一高非线性光子晶体光纤;第二光纤参量放大器的增益介质为第二高非线 性光子晶体光纤。3. 根据权利要求2所述的光纤参量放大装置，其特征在于，所述第一高非线性光子晶体 光纤为非线性系数γ为SOWlnf1、色散斜率dD/dA为〇.〇7ps/nm 2/km、损耗因子α为〇.3dB/km、 零色散波长λ〇为1550nm和光纤长度L为20m的高非线性光子晶体光纤； 所述第二高非线性光子晶体光纤为非线性系数γ为βΟ^τΙπΓ1、色散斜率dD/cU为 0.07ps/nm2/km、损耗因子α为0.3dB/km、零色散波长λ〇为1550nm和光纤长度L为80m的高非线 性光子晶体光纤。4. 根据权利要求1所述的光纤参量放大装置，其特征在于，所述的单模光纤为光纤长度 为3m、色散为8ps/nm/km和透光率T为0.1的单模光纤。5. 根据权利要求1所述的光纤参量放大装置，其特征在于，所述的两个栗浦源分别为能 够产生第一栗浦光和第二栗浦光的栗浦源； 所述第一栗浦光的波长λρι为1502.6nm，功率Ppi为2W; 所述第二栗浦光的波长λρ2为1600.6nm，功率PP2为2W。
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种光纤参量放大装置，包括：两个泵浦源、光耦合器及第一光纤参量放大器；还包括一段单模光纤和第二光纤参量放大器；所述光耦合器与第一光纤参量放大器相连；第一光纤参量放大器和第二光纤参量放大器通过所述单模光纤相连；所述光耦合器将信号光和所述两个泵浦源产生的两束泵浦光耦合至第一光纤参量放大器；所述第一光纤参量放大器将两束泵浦光、产生的闲频光和放大后的信号光通过所述单模光纤发送至第二光纤参量放大器；所述单模光纤对所述两束泵浦光、产生的闲频光和放大后的信号光之间的相位进行调节。上述光纤参量放大装置实现了相位敏感型的光参量放大，使得其具有了打破3dB量子噪声极限的特性，降低了噪声。
【IPC分类】G02F1/39, G02F1/355
【公开号】CN205210488
【申请号】CN201520986648
【发明人】韩利红, 于方永, 苑金辉, 俞重远
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月2日