Rausch-Analyse des flachen Frequenzkamms im O-U-Band basierend auf einer Brillouin-Laserkavität
摘要
Optische Frequenzkämme (kurz optische Kämme) als ausgezeichnete Multiwellenlängenlichtquellen besitzen ein enormes Anwendungspotenzial im Kommunikationsbereich. Durch die Kombination der optischen Kammquelle mit Wellenlängenmultiplexing (WDM) und Raummultiplexing (SDM) kann das Kommunikationssystem Übertragungsraten im Bereich von Hunderten Tbit·s-1 erreichen und hat einen wichtigen Anwendungswert in 5G/6G-Kommunikation, dem Internet der Dinge und autonomen Fahren. Für ein optisches Kommunikationssystem, das WDM und SDM kombiniert, hängt die Übertragungskapazität von der Anzahl der WDM- und SDM-Kanäle, der Modulationssymbolrate des Systems und dem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) der Quelle ab. Durch ein optisches System basierend auf einer Brillouin-Laserkavität und einer dispersiesteuerbaren hochnichtlinearen Fluortelluritinfaser kann man einen Frequenzkamm mit hoher Repetitionsrate, einstellbarem Bereich, der das gesamte Spektrum des O-U-Bandes abdeckt, und einer Standardabweichung der Kammzahnintensität von weniger als 5 dB im O-U-Band erhalten. In diesem Artikel wurden die Linienbreite und das Frequenzrauschen der Kammzähne in jeder Band berechnet und ein Brillouin-Optikkavitäten-Filtermodell basierend auf der quantenmechanischen Langevin-Gleichung erstellt, um die Anwendbarkeit in der optischen Kommunikation zu verifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass alle Kammzähne im O-U-Band eine schmale Linienbreite besitzen, die spektrale Dichte der Frequenzrauschfluktuationen des Frequenzkamms bei Frequenzen über 1 MHz kleiner als 100 Hz·Hz-1/2 ist und dass dieses System im Vergleich zu extern gepumpten Mikrokavitäts-Kämmen ein geringeres Frequenzrauschen im MHz-Bereich aufweist, was beweist, dass das optische System basierend auf der Brillouin-Laserkavität und der dispersiesteuerbaren hochnichtlinearen Fluortelluritinfaser einen flachen, rauscharmen Frequenzkamm im O-U-Band für die optische Kommunikation erzeugen kann.
关键词
Optischer Frequenzkamm;Frequenzrauschen;Quanten-Langevin-Gleichung;Filtermodell der Brillouin-Optikkavität