四波混频光相位运算器原理及其噪声性能研究

推导了抽运消耗情形下简并和非简并四波混频(FWM)闲频光幅度和相位的统一解析表达式.采用极限方法,计算证明了非相敏放大模式下闲频光相位与输入光初始相位之间的关系,揭示了FWM相位加减混合运算器的工作原理.以四相相移键控信号为例,对基于非简并FWM的相位运算器进行了设计,重点分析了三种基本加减混合运算的噪声转移性能及其对光纤长度、输入光波长和功率的依赖特性.计算表明:该运算器的噪声指数约为1.1 dB;当输入光信号的信噪比大于24 dB时无纠错编码的符号错误率可低于10~(-3).     

空频复用光纤中四波混频过程的解析分析方法

空分复用(SDM)与波分复用(WDM)的结合有效提升了光纤通信系统的容量,其中光纤的非线性影响不可忽视.本文将光纤四波混频作用过程由WDM频域推广到模分复用(MDM)空间域,第一次给出抽运消耗情形下空频域四波混频的统一解析表达式.通过数值计算非简并四波混频耦合模方程的幅度和相位演化特性,验证了解析分析方法的正确性.讨论了解析解在多波耦合方程简化、大规模并行相位运算器设计以及快速非线性补偿等方面的应用.     

四波混频泵浦消耗过程的相位匹配条件研究

采用解析方法分析讨论泵浦消耗情形下的准相位匹配范围以及相位匹配条件的变化,并给出相位匹配条件的表达式.比较分析小信号近似和泵浦消耗两种情形下四波混频增益演化过程.研究表明,在泵浦消耗情形下,随转移功率的增大,满足总相位匹配的线性失配因子从负值逐渐趋于0,准相位匹配范围也越来越小;确定四波混频的准相位匹配范围,可简化波分复用或空分复用系统中级联四波混频的分析过程;小信号近似模型只适合于转移功率远小于泵浦功率的情形,满足总相位匹配的线性失配因子不依赖于光纤长度.