專利名稱：基于多頻相位調(diào)制的受激布里淵散射抑制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通訊領(lǐng)域，具體涉及一種在光纖系統(tǒng)中通過多頻相位調(diào)制 的方法抑制受激布里淵散射的方法及裝置。
背景技術(shù)：
光纖中有許多非線性效應(yīng)，如受激布里淵散射(SBS)、受激拉曼散射 (SRS)、四波混頻、自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制等。其中受激布里淵散射是一 種將前向傳輸光信號的光功率轉(zhuǎn)移給后向散射光和聲子場的非線性效應(yīng)，受 激布里淵散射效應(yīng)與光纖中的其它幾種非線性效應(yīng)比較，具有最低的閾值功 率，因而最易于發(fā)生。受激布里淵散射效應(yīng)造成信號光的損耗，導(dǎo)致接收端光 信噪比下降，嚴(yán)重地影響光傳輸系統(tǒng)的性能。為了避免受激布里淵散射效應(yīng)的 產(chǎn)生,系統(tǒng)的入纖功率只能限制在受激布里淵散射閾值以下,這影響了光傳輸 系統(tǒng)的性能的提高。通常采用提高光纖中受激布里淵散射效應(yīng)的閾值的方法 來抑制受激布里淵散射效應(yīng)。
光纖中受激布里淵散射的抑制方法主要有激光器高頻抖動法、色散補償 法、拉伸應(yīng)變法和和單頻相位調(diào)制法。但是這四種方法的缺點是對于受激布
里淵散射效應(yīng)的抑制的程k有限，效率比較低，穩(wěn)定性也比較低，因此需要
一種能夠有效地抑制受激布里淵散射效應(yīng)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的在光纖中抑制受激布里淵散射的方法存在的抑制程 度較小、效率較低和穩(wěn)定性較差的問題，提供一種基于多頻相位調(diào)制的受激 布里淵散射抑制方法及裝置。本發(fā)明的方法由以下步驟實現(xiàn)
步驟一、將光纖激光器產(chǎn)生的抽運光輸入到多頻相位調(diào)制器中進行調(diào)制, 獲得調(diào)制光；
步驟二、將該調(diào)制光通過光學(xué)隔離器分光，再通過第一耦合器輸出兩束 調(diào)制光，第一束由F-P干涉儀測量其光譜；
步驟三、第一耦合器輸出的另一束調(diào)制光經(jīng)第二耦合器分成兩束，其中 一束調(diào)制光輸入到第一探測器，測得該調(diào)制光的入纖功率P;
3步驟四、第二耦合器輸出的另一束調(diào)制光經(jīng)光環(huán)形器進入單模光纖，并 由設(shè)置在單模光纖的光傳輸反方向上的第二探測器探測散射光的功率PSBS。 本發(fā)明的裝置由光纖激光器、多頻相位調(diào)制器、光學(xué)隔離器、第一耦合
器、F-P干涉儀、第二耦合器、第一探測器、第二探測器、光環(huán)形器和單模
光纖組成，多頻相位調(diào)制器、光學(xué)隔離器和第一耦合器都依次設(shè)置在光纖激
光器發(fā)射光路上，F(xiàn)-P干涉儀設(shè)置在第一耦合器的第一出射光路上，第二耦 合器設(shè)置在第一耦合器的第二出射光路上，第一探測器設(shè)置在第二耦合器的 第一出射光路上，光環(huán)形器設(shè)置在第二耦合器的第二出射光路上，第二探測 器設(shè)置在光環(huán)形器的反向出射光路上，單模光纖設(shè)置在光環(huán)形器的出射光路 上。
有益效果本方法通過將多頻相位調(diào)制抽運光的光譜分裂成多條譜線， 能量就按照基頻和各階邊頻復(fù)振幅的模的平方的比率分配到各條譜線上，在 等幅情況下受激布里淵散射的閾值功率有明顯的提高，同時可知受激布里淵 散射的閾值功率除了和調(diào)制深度、相位角有關(guān)外，還同調(diào)制基頻有關(guān)系，本 方法能夠有效地抑制受激布里淵散射效應(yīng)，具有調(diào)制電壓低、效率高以及穩(wěn) 定性高的特點。


圖l是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為無調(diào)制反射率曲線；圖3為三 等幅反射率曲線；圖4為五等幅反射率曲線。
具體實施例方式
具體實施方式
一參見圖1 圖4，本實施方式的方法由以下步驟組成
步驟一、將工作波長在1550.12nm的窄線寬的分布式光纖激光器1產(chǎn)生 的抽運光輸入到多頻相位調(diào)制器2中進行調(diào)制，獲得三等幅或者五等幅的調(diào) 制光；
步驟二、該調(diào)制光通過光學(xué)隔離器3分光，再通過l: 99的第一耦合器 4輸出該調(diào)制光的1%由共焦掃描F-P干涉儀5測量其光譜；
步驟三、第一耦合器4輸出的另一束調(diào)制光經(jīng)1: 1的第二耦合器6分成 兩束，其中一束調(diào)制光輸入到第一探測器7，測得該調(diào)制光的入纖功率P;
步驟四、第二耦合器6輸出的另一束調(diào)制光經(jīng)光環(huán)形器9進入單模光纖IO，并由設(shè)置在單模光纖10的光傳輸反方向上的第二探測器8探測散射光的
功率PSBS。
經(jīng)過多頻相位調(diào)制抽運光的光譜分裂成多條譜線，公式(l)給出了調(diào)制后
的基頻和各階邊頻的復(fù)振幅
義'=z n二^",么)
其中，4是基頻振幅，4和義,分別是i階上下邊頻的振幅，；^=^^/^是 調(diào)制指數(shù)，^是諧波的初始相位。由于公式(l)的右邊都是無限項的組合，是 不可能進行數(shù)值模擬的，而且實驗上加載在調(diào)制器上的電壓不會很大，因此 在數(shù)值模擬時選取調(diào)制數(shù)小于4。另外公式(l)右邊的高階變形貝塞爾函數(shù)的 值很小，因此可以忽略不計，可以進行數(shù)值模擬。經(jīng)過多頻相位調(diào)制抽運光 的光譜分裂成多條譜線，能量就按照基頻和各階邊頻復(fù)振幅的模的平方的比 率分配到各條譜線上，公式(l)給出了基頻和各階邊頻的復(fù)幅度。若無調(diào)制式 時受激布里淵散射的閾值功率是戶。則經(jīng)過調(diào)制后的閾值功率為
由式(2)可知，調(diào)制后的閾值功率同基頻和各階邊頻復(fù)振幅的模的平方成 反比關(guān)系，而且根據(jù)最優(yōu)化法若要得到盡可能高的閾值功率，光譜線必須是 等幅的。通過調(diào)制指數(shù)的選擇，取/1=1.435時，經(jīng)過數(shù)值模擬，可以知道
max|4|2 =0.300;取^-1.240， y2 =1.531, -2=0.5"時，經(jīng)過數(shù)值模擬， max^12 =0.138 。在此實施方式中，三等幅、五等幅的調(diào)制信號基頻為60 MHz， 這是因為單模光纖中的布里淵帶寬大約30MHz，而基頻是它的二倍使得光 梳各條譜線間分的很開，避免了相互間的影響。而無調(diào)制時的受激布里淵散 射閾值是已知的，因此代入maxl^12 =0.300以及111狀|4|2 =0.138就可以得到三等 幅和五等幅情況下的受激布里淵散射閾值。
5定義反射率為1%時的入纖功率為受激布里淵散射的閾值功率，則可以 從曲線上得到無調(diào)制、三等幅、五等幅受激布里淵散射閾值功率的實驗值。
將無調(diào)制時的閾值功率代入公式(2)得到各等幅受激布里淵散射閾值功率的 理論值，無調(diào)制時受激布里淵散射的閾值功率為6.53mW，三等幅調(diào)制時的 受激布里淵散射的閾值功率為21.69mW，三等幅調(diào)制時的受激布里淵散射的 閾值功率為44.82mW。
三等幅和五等幅調(diào)制下閾值的理論提高值分別為5.23 dB和8.60 dB，而 實驗的提高值為5.21 dB和8.36 dB，在誤差允許的范圍內(nèi)，多頻相位調(diào)制法 可以很好的抑制受激布里淵散射效應(yīng)。
具體實施方式
二參見圖1，本實施方式的裝置由光纖激光器l、多頻相 位調(diào)制器2、光學(xué)隔離器3、第一耦合器4、 F-P干涉儀5、第二耦合器6、第 一探測器7、第二探測器8、光環(huán)形器9和單模光纖10組成，多頻相位調(diào)制 器2、光學(xué)隔離器3和第一耦合器4都依次設(shè)置在光纖激光器1發(fā)射光路上， F-P干涉儀5設(shè)置在第一耦合器4的第一出射光路上，第二耦合器6設(shè)置在 第一耦合器4的第二出射光路上，第一探測器7設(shè)置在第二耦合器6的第一 出射光路上，光環(huán)形器9設(shè)置在第二耦合器6的第二出射光路上，第二探測 器8設(shè)置在光環(huán)形器9的反向出射光路上，單模光纖10設(shè)置在光環(huán)形器9 的出射光路上。
權(quán)利要求
1、基于多頻相位調(diào)制的受激布里淵散射抑制方法，其特征在于它由以下步驟實現(xiàn)步驟一、將光纖激光器(1)產(chǎn)生的抽運光輸入到多頻相位調(diào)制器(2)中進行調(diào)制，獲得調(diào)制光；步驟二、將該調(diào)制光通過光學(xué)隔離器(3)分光，再通過第一耦合器(4)輸出兩束調(diào)制光，第一束由F-P干涉儀(5)測量其光譜；步驟三、第一耦合器(4)輸出的另一束調(diào)制光經(jīng)第二耦合器(6)分成兩束，其中一束調(diào)制光輸入到第一探測器(7)，測得該調(diào)制光的入纖功率P；步驟四、第二耦合器(6)輸出的另一束調(diào)制光經(jīng)光環(huán)形器(9)進入單模光纖(10)，并由設(shè)置在單模光纖(10)的光傳輸反方向上的第二探測器(8)探測散射光的功率PSBS。
2、 基于多頻相位調(diào)制的受激布里淵散射抑制裝置，其特征在于它由光纖 激光器(l)、多頻相位調(diào)制器(2)、光學(xué)隔離器(3)、第一耦合器(4)、 F-P干涉儀 (5)、第二耦合器(6)、第一探測器(7)、第二探測器(8)、光環(huán)形器(9)和單模光纖 (IO)組成，多頻相位調(diào)制器(2)、光學(xué)隔離器(3)和第一耦合器(4)都依次設(shè)置在 光纖激光器(l)發(fā)射光路上，F(xiàn)-P干涉儀(5)設(shè)置在第一耦合器(4)的第一出射光 路上，第二耦合器(6)設(shè)置在第一耦合器(4)的第二出射光路上，第一探測器(7) 設(shè)置在第二耦合器(6)的第一出射光路上，光環(huán)形器(9)設(shè)置在第二耦合器(6)的 第二出射光路上，第二探測器(8)設(shè)置在光環(huán)形器(9)的反向出射光路上，單模 光纖(10)設(shè)置在光環(huán)形器(9)的出射光路上。
全文摘要
基于多頻相位調(diào)制的受激布里淵散射抑制方法及裝置，它是一種光纖系統(tǒng)中通過多頻相位調(diào)制的方法抑制受激布里淵散射的方法及裝置，以解決現(xiàn)有抑制受激布里淵散射方法存在的抑制程度較小、效率較低和穩(wěn)定性較差的問題。抽運光經(jīng)過調(diào)制后分光，第一束輸出光測量其光譜，另一束光再分光，分光后的第一束光測得入纖功率P；另一束光經(jīng)光環(huán)形器進入單模光纖并測得功率P_SBS。多頻相位調(diào)制器、光學(xué)隔離器和第一耦合器都設(shè)置在光纖激光器發(fā)射光路上，F(xiàn)-P干涉儀和第二耦合器分別設(shè)置在第一耦合器的兩個出射光路上，第一探測器和光環(huán)形器分別設(shè)置在第二耦合器的兩個出射光路上，第二探測器設(shè)置在光環(huán)形器的反向出射光路上，單模光纖設(shè)置在光環(huán)形器的出射光路上。
文檔編號H04B10/18GK101567725SQ200810064348
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者于健偉 申請人:于健偉