光纤参量放大器.ppt

一.摘要 本文主要根据调研的情况，分析了光纤参量放大的原理和影响参量放大特性：增益、带宽、噪声的因素。对实际制作光纤参量放大器提供一定的理论指导。 二.四波混频（FWM) 四波混频是不同频率的光通过光纤的三阶非线性中重新组合的一个过程。在此过程中，源于一束或两束泵浦光的两个光子与一个信号光子作用，在闲频光的频率位置产生第四个闲频光子。按照一束或两束泵浦的情况，又分为简并或非简并四波混频过程。 在非简并情况下，在包含三个频率入射波的FWM过程中，会产生九束新频率的新光波。在一般情况下，除了频率为w4=w3+(w2-w1)=w2+(w3-w1)的强分量，其它弱频率分量都忽略掉。 四波混频 当以频率 和 开始输入时，调制后的频率为 ，当有另外一个频率为 的光子传输时就会相位调制，产生9个频率的光子，如图所示，其中 和 重叠处为闲频光。在有一定损耗的单泵浦情况下 和 一致，而且只传播信号光和闲频光。 在简并情况下，在光纤中它的过程可由以下耦合方程描述 式中的 传播常数失配， 相位匹配条件为 在简并情况下求解耦合方程 三.放大增益和带宽的关系 其他增加带宽的方法 1.当在 引入一个微小的扰动，就会比固定的 时的带宽增加，但是会是增益的峰值减少， 2.因为 和色散斜率成比例，所以平坦的色散斜率有利于带宽的增加 3.如果选用有2个零色散的PCF，当泵浦波长比 第二个稍微短时，就可以获得很大的带宽（140nm) 四.噪声 5.增益 对于增大增益的值，增加泵浦的能量，但是会受到受激布里渊散色(SBS)的限制。可以通过级联法来设置不同级的色散、温度等来调节。 6.总结 1.分析了光纤参量放大的原理 2.分析了影响带宽、增益、噪声的一些因素，提出了一些增加带宽、提高增益、减少噪声的方法。 谢谢大家！ * * 式中g是参量增益系数 为信号传递增益； 为波长变换效率 因为带宽跟 有关，而 和 有关 而增益 当L减小时，增加 光纤的非线性，使 得增益不变，而带 宽增加 对于单泵浦的OPA，传输矩阵如下： 其中 当需要的带宽 比较大时， 的影响就变得重要了，通过调节 就可以得到较平坦的增益