[发明专利]一种基于动态光谱压缩的全光量化系统及其方法

权利要求书

1.一种基于动态光谱压缩的全光量化系统，其特征在于，包括依次连接的用于将全光采样后的光信号（1）转变为频移后光脉冲信号（3）的高非线性光纤（2），用于对光脉冲信号（3）的不同波长的光脉冲进行功率均衡并得到功率均衡后光脉冲信号（7）的动态功率均衡单元（6），用于对功率均衡后光脉冲信号（7）进行光谱压缩得到谱压缩后光信号（9）的梳状光纤（8）和将具有不同波长的谱压缩后信号（9）进行空间分离后得到量化信号（5）的色散元件（4）。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态光谱压缩的全光量化系统，其特征在于，上述动态功率均衡单元（6）由串联的掺铒光纤放大器（EDFA，Erbium-doped fiber amplifier）（10）与增益平坦滤波器（GFF，Gain Gattening filter）（12）组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于动态光谱压缩的全光量化系统，其特征在于，上述动态功率均衡单元（6）中，还可以在掺铒光纤放大器（10）和增益平坦滤波器（12）之间设置一光解复用器（11），在增益平坦滤波器（12）的输出端设置一光复用器（13），所述光解复用器（11）和光复用器（13）之间的增益平坦滤波器（12）可并联设置为多组。

4.根据权利要求1所述的一种基于动态光谱压缩的全光量化系统，其特征在于，上述梳状光纤（8）由多组呈周期性分布的高非线性光纤（14）和普通单模光纤（15）成对串联组成。

5.根据权利要求1所述的一种基于动态光谱压缩的全光量化系统，其特征在于，上述高非线性光纤2为负色散的高非线性光纤。

6.一种基于动态光谱压缩的全光量化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将全光采样后的光信号1输入至高非线性光纤2，利用孤子自频移效应实现采样后光脉冲信号的“峰值功率-中心波长”对应转换，得到频移后的光脉冲信号3；

步骤2：将频移后的光脉冲信号3输入至动态功率均衡单元6对不同波长的光脉冲进行功率均衡得到功率均衡后光脉冲信号7；

步骤3：将功率均衡后光脉冲信号7通过梳状光纤8进行光谱压缩，得到谱压缩后的光信号9；

步骤4：将具有不同波长的谱压缩后信号9通过色散元件4进行空间分离得到量化信号5。

7.根据权利要求6所述的一种基于动态光谱压缩的全光量化方法，其特征在于，所述步骤2中对不同波长的光脉冲进行功率均衡的具体过程为：使原来功率偏高的光脉冲得到较大的衰减，而原来功率偏低的光脉冲得到较小的衰减，经过滤波器后的不同波长的光信号功率就能达到较好的均衡性，即导致不同中心波长的光脉冲信号具有基本相同的峰值功率。

8.根据权利要求6所述的一种基于动态光谱压缩的全光量化方法，其特征在于，所述步骤3中利用梳状光纤8对功率均衡后的信号7进行光谱压缩处理的机制可表述为：当孤子光脉冲在梳状光纤中传输时，其孤子阶数N可以表示为

N=γaveP0T02|β2ave|≈(P0T0)γaveT0|β2ave|,---(4)]]>

对孤子阶数N=1的基孤子脉冲，当忽略光纤损耗时，基孤子能量P₀T₀沿传输距离保持不变，由于γ_ave/|β_2ave|随传输距离减小，脉冲时间宽度T₀将逐渐增大以维持孤子传输状态，从而导致孤子脉冲的频谱宽度（光谱宽度）变窄。