[发明专利]单泵浦光纤参量放大器及对其进行优化增益的方法

权利要求书

1.一种单泵浦光纤参量放大器，包括泵浦光调整系统(100)、信号光调整系统(200)和耦合系统(300)，其特征在于：所述泵浦光调整系统(100)包括泵浦激光器(1)、相位调制器(2)、第一偏振器(3)和掺铒光纤放大器(4)，所述泵浦激光器(1)的输出端连接相位调制器(2)的输入端，相位调制器(2)的输出端连接第一偏振控制器(3)的输入端，第一偏振控制器(3)的输出端连接掺铒光纤放大器(4)的输入端；所述信号光调整系统(200)包括信号激光器(5)、第二偏振器(6)和光衰减器(7)，信号激光器(5)的输出端连接第二偏振控制器(6)的输入端，第二偏振控制器(6)的输出端连接光衰减器(7)的输入端；所述耦合系统(300)包括光耦合器(8)和高非线性光纤(9)，光耦合器(8)的输出端与高非线性光纤(9)的输入端连接，所述掺铒光纤放大器(4)的输出端与光衰减器(7)的输出端共同接入光耦合器(8)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种单泵浦光纤参量放大器，其特征在于：还包括光谱分析仪(10)，光谱分析仪(10)连接在高非线性光纤(9)的输出端。

3.一种对单泵浦光纤参量放大器进行优化增益的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：设定单泵浦光纤参量放大器的振幅耦合方程式，以及初始条件参数，所述单泵浦光纤参量放大器的振幅耦合方程式如下：

公式(1)-(3)中，A_p、A_s和A_i分别为泵浦光、信号光和闲频光的振幅，γ是高非线性光纤的非线性系数，△β为波矢失配；

其中：

公式(4)中，β₃和β₄分别是高非线性光纤的三阶和四阶色散，ω_p和ω_s分别是泵浦光和信号光角频率，ω₀是在零色散波长时的角频率；

步骤S2：按照单泵浦光纤参量放大器的振幅耦合方程式及初始条件参数，采用遗传算法进行单泵浦光纤参量放大器增益参数的优化运算；对泵浦光波长λ_p、泵浦光功率P_p和高非线性光纤(9)的长度L依次进行优化；

首先保持其他参数不变，使用遗传算法对泵浦光波长λ_p进行寻优，得到泵浦光波长λ_p的增益优化参数；然后利用得到的优化后的泵浦光的波长λ_p值，再改变泵浦光的功率P_p，同样进行遗传算法的优化，得到泵浦光功率P_p的增益优化参数；最后只改变高非线性光纤(9)的长度L，使用遗传算法再次寻优，得到高非线性光纤(9)的长度L的增益优化参数；

步骤S3：依据步骤S2运算得到的泵浦光波长值λ_p、功率值P_p和高非线性光纤(9)长度L的优化参数信息，设定单泵浦光纤参量放大器的优化增益系统。

4.根据权要求3所述的一种对单泵浦光纤参量放大器进行优化增益的方法，其特征在于，步骤S3所述的单泵浦光纤参量放大器的优化增益系统，其设定方法包括：

将泵浦激光器(1)的泵浦光波长和泵浦光功率设定为步骤S2运算得到的泵浦光波长值λ_p和泵浦光功率值P_p；

将高非线性光纤(9)的长度设定为步骤S2运算得到的长度值L。

5.根据权要求3所述的一种对单泵浦光纤参量放大器进行优化增益的方法，其特征在于：在单泵浦光纤参量放大器的优化增益系统中，其他的参数均作为已知，并将泵浦光波长λ_p、泵浦光功率P_p和高非线性光纤(9)的长度L，作为待优化参数项。