基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器

作     者：王瑜浩 武保剑 郭飚 文峰 邱昆 Wang Yu-Hao;Wu Bao-Jian;Guo Biao;Wen Feng;Qiu Kun

作者机构：电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室成都611731 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2020年第69卷第7期

页      面：53-59页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2018YFB1801003) 国家自然科学基金(批准:61671108)资助的课题 

主　　题：少模光纤 全光再生 非线性光纤环镜 噪声抑制比 

摘      要：随着网络带宽需求的快速增加,波分复用系统的容量已接近非线性香农极限.为了适应未来网络的发展,空分复用技术引起了越来越多的关注.本文首次提出基于少模非线性光纤环形镜(FM-NOLM)的脉冲幅度调制(PAM)全光再生器,描述了其工作原理和具体设计过程.采用COMSOL软件对组成FM-NOLM的硫化物高非线性光纤进行了模式特性仿真.以LP01,LP11,LP21三个光纤模式为例,确定了再生器的参数,计算出每个模式的功率转移函数曲线.仿真分析了该少模PAM-4全光再生器的噪声抑制(NRR)性能,并与单模情形进行了比较.研究表明,1)对于每个空间模式的PAM信号,所有再生电平具有一致的功率转移性能;2)当输入信噪比(SNR)约大于20 dB时,三种模式的噪声抑制比均可超过3 dB,并随着输入信噪比线性增加,其斜率约为1.2;3)在相同输入SNR条件下,三种模式的噪声抑制比相差不大,不超过1.1 dB.为了说明再生器的再生性能,当输入SNR为25 dB时,我们还给出了再生前后PAM-4信号的功率分布直方图.与现有的再生方案相比,本文方案的均匀多电平再生转移性能,使其更适合高频谱效率的长距空分复用系统和任意电平数的PAM信号再生.此外,该方案也能够扩展到波长域,有效提高光通信系统的传输容量.