5G網(wǎng)絡(luò)的運營,對光模塊的功能和性能提出了更高的要求。本文基于光纖中的SRS效應(yīng)和FWM效應(yīng),對基于FWM效應(yīng)的參量放大器的增益性能做出改進(jìn),用龍格-庫塔法數(shù)值模擬了SRS效應(yīng)對光纖參量放大器增益性能的影響。分析得到:考慮SRS效應(yīng)時,信號光增益譜更加平坦,最大增益可達(dá)44 dB,增益帶寬達(dá)到了67 nm。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020,50(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

SRS與FWM共同作用下光纖放大器結(jié)構(gòu)圖

其中,P1、P2為泵浦光1和泵浦光2的功率,Ps為信號光功率,Pi為閑頻光功率;α為每一路光在光纖中的衰減系數(shù),這里假設(shè)它們相等;γ為光纖的非線性系數(shù);f為光纖中的拉曼系數(shù),取0.18;θ是光波之間相互作用的相位差; Δβ= πλ 0 3 c (λ 1 λ 2 λ s ) 2 ? dD dλ [ λ 0 ( λ 1 +λ 2 )-2λ 1 λ 2 ]( λ s -λ 1 )(λ s -λ 2 ) 代表線性相位失配量;c是真空中的光速; dD dλ 為色散斜率;λ0為零色散點波長;λ1、λ2分別為泵浦光1和泵浦光2的波長;λs為信號光波長。 h R ( Ω ij )(Ω ij =ω i -ω j ,i、j取1,2)是拉曼響應(yīng)函數(shù),如圖2所示,拉曼響應(yīng)函數(shù)由實部和虛部兩部分組成,實部是偶函數(shù),通過與虛部的Kramers-Kroning關(guān)系轉(zhuǎn)換得到,虛部是奇函數(shù),與拉曼增益系數(shù)成正比。為了定量分析,本文用四階龍格-庫塔法對方程(1)至(5)求解。首先,用龍格-庫塔法對方程(1)至(5)進(jìn)行離散化,定義Pj=y(:,i),j=1,2,3,4。則離散后的方程如下:

在光纖輸入端取θ=π/2,并且滿足Δβ=-(P1+P2-Ps-Pi),根據(jù)耦合波方程解得只有FWM作用時信號光功率隨光纖長度變化的關(guān)系,如圖3所示。從圖3中可以看到基于FWM效應(yīng),泵浦光和信號光在光纖中傳輸時,其功率呈周期性變化,隨著光纖長度的增加,信號光功率增大,泵浦光功率減小,當(dāng)達(dá)到一定光纖長度時,泵浦光功率和信號光功率分別達(dá)到峰值,這是由于當(dāng)光波之間相互作用的相位差等于π/2時,相位近乎匹配,泵浦光功率傳向信號光,當(dāng)光波之間相互作用的相位差等于-π/2時,相位失配達(dá)到最大值,信號光功率反傳給泵浦光;不同階峰值對應(yīng)的信號光功率幾乎相等;每次信號光功率達(dá)到峰值時光纖長度與前一次達(dá)到峰值時光纖長度之差在減小,也就是說,隨著光纖長度的增加,FWM周期在縮短。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]5G無線光模塊的需求分析和關(guān)鍵技術(shù)[J]. 張華,黃衛(wèi)平.  中興通訊技術(shù). 2018(04)



本文編號：3401750