《基於相位敏感放大器的寬頻全光相位再生技術》是依託清華大學，由肖曉晟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於相位敏感放大器的寬頻全光相位再生技術
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：肖曉晟
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我們將提出一種寬頻全光相位再生技術，它可用於波分復用（WDM）的相移鍵控（PSK）碼型（包括多進制PSK，如DQPSK）通信系統中的信號相位再生，從而大幅提高系統性能。PSK碼型利用光相位承載信息，其比傳統的開關鍵控碼型具有更優越的性能，近來受到極大地關注。為提高頻寬，實際的PSK系統中應採用現已廣泛套用的WDM技術。PSK信號極易受相位噪聲的干擾而導致系統性能急劇下降，而相位再生技術能夠恢覆信號的原始相位信息，是一種很有前景的技術。儘管人們提出了很多相位再生技術，但尚未有實際可行的能用於WDM-PSK系統中的寬頻相位再生技術。本項目將提出、實驗驗證並最佳化一種基於相位敏感放大器的寬頻相位再生技術，其通過兩段高非線性光纖中的級聯矢量四波混頻效應以及對泵浦的相位和信號、閒頻光的功率進行調節來實現。該技術可以很好地再生寬頻信道的相位，並獲得高信號增益，同時根據需求該技術還可實現寬頻波長轉換。
結題摘要
資訊時代中海量數據在全球傳輸，然而很多傳輸噪聲或畸變限制了光纖通信系統的傳輸能力。近年來，相干光通信技術，如相移鍵控傳輸系統，擁有比傳統通信技術更佳的性能，因而受到廣泛的重視。但傳輸過程中的相位噪聲會極大地降低相移鍵控信號的質量。儘管人們發現相位敏感放大器（PSA）可以對信號的相位進行再生從而恢覆信號的相位，但是之前的PSA技術的頻寬大都很窄，一般只能支持一個信道的信號相位再生。因此迫切需要能用於波分復用的相移鍵控碼型通信系統的寬頻PSA技術。在本項目中，我們提出並實驗驗證了基於單根光纖中兩次四波混頻過程的寬頻PSA技術，並且實驗研究、最佳化了該技術在多種不同結構時的效果。（1）通過測量該PSA的噪聲增益譜，證明了其具有寬頻增益的性能（我們實驗得到了30nm以上的頻寬，如果利用更好的高非線性光纖，能夠得到更佳的性能）；（2）通過測試不同參數下輸出的各種增益譜，分析了泵浦功率、泵浦波長以及色散光纖長度等對該PSA性能的影響；（3）更進一步，通過實驗驗證了該技術對兩個信道同時具有相位敏感放大的性能。本寬頻PSA技術僅使用單根光纖，結構簡單且經濟實用，既具有再生寬頻信道相位的能力，同時能夠根據需求實現寬頻的波長轉換。我們還從理論上對基於兩次四波混頻的PSA進行了研究，得到了近似條件下的解析式，驗證了其能用於相位敏感放大和相位再生，並指出了信號脈衝引起的自相位調製和交叉相位調製將會導致輸出脈衝的相位產生畸變。此外，在本項目的支持下，還對光纖中四波混頻的產生進行了深入研究，理論上得到了多級四波混頻的各階輸出光功率的近似表達式，實驗研究了多級四波混頻的演化過程，提出並實驗驗證了產生寬頻的多級四波混頻方案。這些研究為高性能、寬頻的四波混頻、PSA、相位再生的實現和套用提供了支持。
