Análise de ruído do pente de frequência óptica plano da banda O-U baseado em cavidade laser de Brillouin

JIN Guanyu ,  

CHEN Yuxian ,  

ZHANG Xucheng ,  

JIA Zhixu ,  

MENG Fanchao ,  

QIN Weiping ,  

QIN Guanshi ,  

摘要

O pente de frequências ópticas (abreviado como pente óptico), como uma excelente fonte de luz multi-comprimento de onda, possui um enorme potencial de aplicação no campo das comunicações. Ao combinar a fonte do pente óptico com a tecnologia de multiplexação por divisão em comprimento de onda (WDM) e multiplexação por divisão espacial (SDM), os sistemas de comunicação podem alcançar taxas de transmissão da ordem de centenas de Tbit·s-1, tendo um valor importante em comunicações 5G/6G, Internet das Coisas e condução autônoma. Para um sistema de comunicação óptica que combina as tecnologias WDM e SDM, a capacidade de transmissão depende do número de canais WDM e SDM, da taxa de símbolos de modulação do sistema e da relação sinal-ruído (SNR) da fonte óptica. Através de um sistema óptico baseado numa cavidade laser de Brillouin e numa fibra de fluorotelurito altamente não linear e com controle de dispersão, pode-se obter um pente óptico plano com alta frequência de repetição, faixa ajustável, cobertura espectral completa da banda O-U e um desvio padrão da intensidade dos dentes do pente na banda O-U inferior a 5 dB. Este artigo calcula a largura de linha e o ruído de frequência dos dentes do pente em cada banda e baseia-se na equação quântica de Langevin para estabelecer um modelo de filtragem de cavidade óptica de Brillouin para verificar a viabilidade para comunicações ópticas. Os resultados dos cálculos mostram que o pente óptico na banda O-U possui largura de linha estreita, a densidade espectral do ruído de frequência acima de 1 MHz é inferior a 100 Hz·Hz-1/2 e, em comparação com o pente óptico de microcavidade bombeado externamente, este sistema gera um pente óptico com ruído de frequência menor na banda MHz, demonstrando que um sistema óptico baseado em cavidade laser de Brillouin e fibra de fluorotelurito altamente não linear e com controle de dispersão pode gerar um pente óptico plano com baixo ruído de frequência na banda O-U para aplicações em comunicações ópticas.

关键词

pente óptico;ruído de frequência;equação quântica de Langevin;modelo de filtragem de cavidade óptica de Brillouin

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