巩稼民,张丽红,郝倩文,张 晨

(1.西安邮电大学电子工程学院,陕西 西安 710121；2.西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西 西安 710121)

1 引 言

随着第五代移动通信(5G)技术的部署和商用,数据流量极速增长,光纤通信在无线通信中变得愈加重要[1]。在5G之前的通信网中,骨干网使用掺饵光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)、拉曼光纤放大器(RFA)等传统光放大器就能满足传输需求,但在5G出现后,其提出的高速率、大带宽以及低时延等需求显然是传统的光传输方案不能满足的,而光纤参量放大器(FOPA)恰好满足这些需求,因此FOPA逐渐成为5G系统放大技术的研究热点。

现已有较多关于FOPA的研究文献,如2020年,巩稼民等人基于光纤中的SRS效应和FWM效应(以下简称SRS和FWM)研究了泵浦功率以及非线性系数对双泵浦FOPA增益性能的影响,但未分析泵浦间隔、零色散波长等多个因素[2]；2018年,Othman N等人研究了泵浦功率、泵浦间隔、泵浦中心波长与零色散波长的差值对双泵浦FOPA增益性能的影响,但研究中只考虑了FWM一种非线性效应[3]。不同于已有文献,本文在光纤中同时考虑SRS与FWM两种非线性效应,利用四阶龙格库塔法求解稳态非线性耦合波方程,并分析SRS在泵浦间隔、泵浦功率、非线性系数、泵浦中心波长、零色散波长、色散斜率等因素下对FOPA增益性能的影响。

2 基本结构及理论基础

2.1 基本结构

为了研究SRS与FWM对信号光传输特性的影响,建立光纤参量放大器基本结构图,由图1可看出有两束光波频率分别为ω1、ω2的强泵浦光和一束光波频率为ωs的弱信号光,分别经过偏振控制器(PC)将自身偏振状态调整为平行线偏振,以便获得最大增益。……