一种适用于WDM-DPSK光信号的再生器

摘要

本发明涉及光信号再生技术领域，公开了一种适用于WDM-DPSK光信号的再生器，包括第一泵浦激光器、第二泵浦激光器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第一耦合器、第二耦合器、第一介质、第二介质及相位调节模块；第二泵浦激光器与第一偏振控制器的输入端连接，第一偏振控制器的输出端与第一耦合器连接；第一泵浦激光器的输出端与第一耦合器的输入端连接；第一耦合器的输出端与第二耦合器的输入端连接；光信号从第二偏振控制器的输入端入射，第二偏振控制器的输出端与第二耦合器的输入端连接，第二耦合器的输出端通过第一介质与第二介质连接；相位调节模块连接第二介质的两端。本发明实现了对WDM-DPSK光信号的再生。

说明书

技术领域

本发明涉及光信号再生技术领域，特别涉及一种适用于WDM-DPSK光信 号的再生器。

背景技术

自从光纤通信技术出现以后，光纤通信系统一直保持着快速的发展。 近些年来，随着使用宽带的用户的数目不断增加、光纤到户（FTTH）的业 务广泛推进等，人们对主干网的流量和带宽要求也越来越高。目前，实际 的传输系统使用的是强度调制编码（OOK）的光信号，单个信道的传输容量 已经实现了从2.5Gb/s到40Gb/s的升级，100Gb/s的光信号传输系统的商 用化应用也在逐步推进中，同时400Gb/s的光信号传输也受到了越来越多 的关注。但是，随着传输速率的大幅度提升和波分复用（WDM）信道数目的 不断增加，不可避免地给传输系统带来了色散、非线性效应等问题，导致 光信号的形状和频谱都发生了畸变，降低了传输信号的质量，造成接收端 误码率的提高，从而恶化了系统的传输性能。

为此，差分移相键控（DPSK）相位调制的光信号得到了更多的关注。 这是因为相对于OOK光信号，DPSK光信号不仅在接收灵敏度方面有3dB的 改进，同时对于光纤色散和非线性效应等有更高的容忍度。然而，由于DPSK 光信号采用的是相位编码格式，很容易受到线性以及非线性相位噪声的影 响，从而恶化DPSK光信号的传输性能。线性相位噪声来自于相位调制器和 掺铒光纤放大器中的自发辐射（ASE）噪声等，而非线性相位噪声则是起源 于光纤中的基于Gordon-Mollenauer效应引起的由振幅噪声到相位噪声 的转化。为了抑制相位噪声，可以使用基于光纤相位敏感参量放大的相位 再生器来实现DPSK光信号的相位再生。此外，光纤可用的传输带宽大概有 300nm，为了利用单模光纤中大的传输带宽以满足信息容量的需求，必须在 同一根单模光纤中同时传输带有信号的多个不同波长的光载波，这就是目 前已经广泛采用的波分复用技术。因此，在DPSK信号得到越来越多关注的 同时，WDM-DPSK信号在未来应用中会极大地提高光纤通信系统的性能。

此外，在未来的光网络中，波长转换器是增加光交换网络灵活性，降 低阻塞的必要器件。目前比较成熟的波长转换器是光-电-光型的转换器， 即首先把传输的光信号转化为电信号，经过定时再生后，产生再生的电信 号和时钟信号，再利用该电信号对标准的激光器调制，将电信号转化为光 信号来实现波长转换功能。但是，这种光-电-光型的波长转换器必须要经 过电信号的转换，成本相对较高，结构比较复杂。此外，由于波长转换器 中的光探测器的响应波长带宽相对比较窄和响应速度比较慢，因此这种波 长转换器难以实现宽带高速率的WDM光信号的波长转换。

目前，研究人员设计的DPSK光信号再生器一般都是基于干涉环结构的 简并的四波混频效应。但是这种光信号再生器一般只能实现单信道的信号 再生，不适用于WDM系统，而且还容易受到导引的声波布里渊散射（GAWBS） 引起的相位噪声的影响，恶化光信号的传输性能。而一般的WDM光信号相 位再生器的基本结构，如附图1所示，包括一个WDM解复用器和一个WDM 复用器，每个信道支路都包含一个泵浦激光器、光放大器、锁相环和两段 高非线性色散位移光纤，对每个信道的光信号分别实现相位再生。这种系 统结构复杂，成本高，不适合于实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于WDM-DPSK光信号的再 生器，它实现了对WDM-DPSK光信号的再生。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于WDM-DPSK光信号的再 生器包括：第一泵浦激光器、第二泵浦激光器、第一偏振控制器、第二偏 振控制器、第一耦合器、第二耦合器、第一克尔非线性介质、第二克尔非 线性介质及相位调节模块；所述第二泵浦激光器的输出端与所述第一偏振 控制器的输入端连接，所述第一偏振控制器的输出端与所述第一耦合器连 接；所述第一泵浦激光器的输出端与所述第一耦合器的输入端连接；所述 第一耦合器的输出端与所述第二耦合器的输入端连接；WDM-DPSK光信号从 所述第二偏振控制器的输入端入射，所述第二偏振控制器的输出端与第二 耦合器的输入端连接，所述第二耦合器的输出端通过所述第一克尔非线性 介质与所述第二克尔非线性介质连接；所述相位调节模块连接第二克尔非 线性介质的两端。

进一步地，还包括：第一相位调制器和第二相位调制器；所述第一泵 浦激光器通过所述第一相位调制器与所述第一耦合器连接，所述第二泵浦 激光器通过所述第二相位调制器与所述第一偏振控制器连接。

进一步地，还包括：第一光放大器和第二光放大器；所述第一泵浦激 光器通过所述第一光放大器与所述第一耦合器连接，所述第二泵浦激光器 通过所述第二光放大器与所述第一偏振控制器连接。

进一步地，还包括：第一光放大器和第二光放大器；所述第一相位调 制器通过所述第一光放大器与所述第一耦合器连接，所述第二相位调制器 通过所述第二光放大器与所述第一偏振控制器连接。

进一步地，还包括：第一带通滤波器和第二带通滤波器；所述第一光 放大器通过所述第一带通滤波器与所述第一耦合器连接，所述第二光放大 器通过所述第二带通滤波器与所述第一偏振控制器连接。

进一步地，还包括：第三光放大器；所述第三光放大器设置在所述相 位调节模块和所述第二克尔非线性介质的输入端之间。

进一步地，所述相位调节模块包括：偏振分束器、偏振合束器、压电 陶瓷、光锁相环路、第三耦合器及第三偏振控制器；所述偏振分束器和所 述偏振合束器设置在所述第一克尔非线性介质和所述第二克尔非线性介质 之间；所述压电陶瓷的一端与偏振分束器连接，压电陶瓷的另一端通过所 述第三偏振控制器与偏振合束器连接；所述第三耦合器设置在第二克尔非 线性介质的输出端，所述光锁相环路连接压电陶瓷和第三耦合器。

进一步地，所述相位调节模块包括：偏振分束器、偏振合束器、压电 陶瓷、光锁相环路、第三耦合器及第三偏振控制器；所述偏振分束器和所 述偏振合束器设置在所述第一克尔非线性介质和所述第三光放大器之间； 所述压电陶瓷的一端与偏振分束器连接，压电陶瓷的另一端通过所述第三 偏振控制器与偏振合束器连接；所述第三耦合器设置在所述第二克尔非线 性介质的输出端，所述光锁相环路连接压电陶瓷和第三耦合器。

进一步地，还包括：检偏器；所述检偏器设置在所述第二克尔非线性 介质与所述第三耦合器之间。

进一步地，还包括：第三带通滤波器；所述第三带通滤波器设置在所 述检偏器和所述第三耦合器之间。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器，先通过第一克尔非线 性介质产生与WDM-DPSK光对应的闲频光，再通过相位调节模块调节并且锁 定泵浦光、信号光和闲频光之间的相位关系，使得第二克尔非线性介质的 相位敏感放大过程具有最大的相位敏感增益；接着利用第三光放大器调节 信号光的功率使第二克尔非线性介质工作在增益饱和状态下，这样便同时 实现了对WDM-DPSK光信号的相位再生和幅度再生。此外，本发明还可以通 过调节检偏器选择滤出闲频光，从而实现了波长转换的功能，且操作和结 构简单，成本较低。本发明相比于基于干涉环结构的简并的四波混频效应 的相位敏感参量放大的信号再生器而言，可以很方便的适用于WDM系统， 同时避免了由导引型的声波布里渊散射（GAWBS）引起的相位噪声，具有更 好的信号再生性能；本发明相较于一般的WDM光信号相位再生器而言，其 结构简单，成本较低，非常适合于实际应用。此外，本发明还具有很好的 功能扩展性，可以将多个再生器级联，以实现更好的信号再生性能。

附图说明

图1为现有WDM光信号相位再生器的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器的结构 示意图;

图3为本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器中的第二 高非线性光纤相位敏感放大过程中的信号光的相位传输函数;

图4为本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器中的第二 高非线性光纤相位敏感放大过程中的信号光的增益传输函数;

图5为第一信道的WDM-DPSK光信号在通过本发明实施例提供的适用于 WDM-DPSK光信号的再生器之前的相位分布图;

图6为第一信道的WDM-DPSK光信号在通过本发明实施例提供的适用于 WDM-DPSK光信号的再生器之后的相位分布图;

图7为第二信道的WDM-DPSK光信号在通过本发明实施例提供的适用于 WDM-DPSK光信号的再生器之前的相位分布图;

图8为第二信道的WDM-DPSK光信号在通过本发明实施例提供的适用于 WDM-DPSK光信号的再生器之后的相位分布图。

其中，1-第一泵浦激光器，2-第一相位调制器，3-第一掺铒光纤放大 器，4-第一带通滤波器，5-第一光纤耦合器，6-第二光纤耦合器，7-压电 陶瓷，8-光锁相环路，9-第三光纤耦合器，10-第三带通滤波器，11-检偏 器，12-第二高非线性光纤，13-第三偏振控制器，14-偏振合束器，15-偏 振分束器，16-第一高非线性光纤，17-第一偏振控制器，18-第二带通滤波 器，19-第二掺铒光纤放大器，20-第二偏振控制器，21-第三掺铒光纤放大 器，22-第二相位调制器，23-第二泵浦激光器。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效， 以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的适用于WDM-DPSK光信号 的再生器的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

实施例一：

参见图2，本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器包括： 第一泵浦激光器1、第二泵浦激光器23、第一偏振控制器17、第二偏振控 制器20、第一耦合器、第二耦合器、第一克尔非线性介质、第二克尔非线 性介质、相位调节模块、第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、 第三带通滤波器10及检偏器11；第二泵浦激光器23的输出端通过第二光 放大器与第一偏振控制器17的输入端连接，第一偏振控制器17的输出端 与第一耦合器连接；第一泵浦激光器1的输出端通过第一光放大器与第一 耦合器的输入端连接；第一耦合器的输出端与第二耦合器的输入端连接； WDM-DPSK光信号从第二偏振控制器20的输入端入射，第二偏振控制器20 的输出端与第二耦合器的输入端连接，第二耦合器的输出端通过第一克尔 非线性介质与第二克尔非线性介质连接。相位调节模块连接第二克尔非线 性介质的两端。第三光放大器设置在相位调节模块和第二克尔非线性介质 的输入端之间。优选地，相位调节模块包括：偏振分束器15、偏振合束器 14、压电陶瓷7、光锁相环路8、第三耦合器及第三偏振控制器13；偏振 合束器14和偏振分束器15设置在第一克尔非线性介质和第三光放大器之 间，且第一克尔非线性介质、偏振分束器15、偏振合束器14和第三光放 大器顺序连接。压电陶瓷7的一端与偏振分束器15连接，压电陶瓷7的另 一端通过第三偏振控制器13与偏振合束器14连接。第三耦合器设置在第 二克尔非线性介质的输出端，光锁相环路8连接压电陶瓷7和第三耦合器。 检偏器11设置在第二克尔非线性介质与第三耦合器之间。第三带通滤波器 10设置在检偏器11和第三耦合器之间。

为了滤除由光放大器带来的自发辐射（ASE）噪声，将第一带通滤波器 4设置在第一光放大器和第一耦合器之间，同时将第二带通滤波器18设置 在第二光放大器和第一偏振控制器17之间。

为了抑制泵浦光在传输介质中引起的受激布里渊散射（SBS）产生的噪 声，将第一相位调制器2设置在第一泵浦激光器1和第一光放大器之间， 同时将第二相位调制器22设置在第二泵浦激光器23和第二光放大器之间。

优选地，光放大器为掺铒光纤放大器，即第一光放大器为第一掺铒光 纤放大器3，第二光放大器为第二掺铒光纤放大器19，第三光放大器为第 三掺铒光纤放大器21；耦合器为光纤耦合器，即第一耦合器为第一光纤耦 合器5，第二耦合器为第二光纤耦合器6，第三耦合器为第三光纤耦合器9。 克尔非线性介质包括：高非线性光纤和硅基波导等。在本实施例中，克尔 非线性介质为高非线性光纤，即第一克尔非线性介质为第一高非线性光纤 16，第二克尔非线性介质为第二高非线性光纤12。

本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器，先通过第一克 尔非线性介质产生与WDM-DPSK光对应的闲频光，再通过相位调节模块调节 并且锁定泵浦光、信号光和闲频光之间的相位关系，使得第二克尔非线性 介质的相位敏感放大过程具有最大的相位敏感增益；接着利用第三掺铒光 纤放大器调节信号光的功率使第二克尔非线性介质工作在增益饱和状态 下，这样便同时实现了对WDM-DPSK光信号的相位再生和幅度再生。

本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器在使用时，首先 由第一泵浦激光器1发送出连续的泵浦光Px，由第二泵浦激光器23发送 出连续的泵浦光Py；泵浦光Px经过第一相位调制器2，并被第一掺铒光纤 放大器3进行功率放大。泵浦光Py经过第二相位调制器22，并被第二掺 铒光纤放大器19进行功率放大；第一偏振控制器17对功率被放大的泵浦 光Py进行偏振调节，以确保从第一偏振控制器17输出的泵浦光Py的偏振 方向与泵浦光Px的偏振方向正交。泵浦光Px和泵浦光Py再通过第一光纤 耦合器5进行耦合。与此同时，入射到第二偏振控制器20中的WDM-DPSK 光信号经第二偏振控制器20进行偏振调制，以确保从第二偏振控制器20 输出的WDM-DPSK信号光的偏振方向与泵浦光Px的偏振方向一致。从第一 光纤耦合器5输出的泵浦光Px、泵浦光Py和从第二偏振控制器20输出的 WDM-DPSK光被第二光纤耦合器6耦合。被第二光纤耦合器6耦合的泵浦光 Px、泵浦光Py及WDM-DPSK光被送入第一高非线性光纤16，并利用第一高 非线性光纤16中的四波混频效应生成一组偏振方向与泵浦光Py的偏振方 向相同的闲频光，且保证输出的WDM-DPSK信号光及闲频光具有较高的增益 值且功率基本相同。这里需要说明的是，在本实施例中，对于具有不同功 率和波长的WDM-DPSK光，可以通过调节泵浦激光器的驱动电流实现对泵浦 光的功率调节，通过调节泵浦激光器上的输出波长的旋钮可以实现对泵浦 光的输出波长的调节，从而保证从第一高非线性光纤16输出的WDM-DPSK 信号光及闲频光具有较高的增益值且功率基本相同。从第一高非线性光纤 16输出的泵浦光Px、泵浦光Py、WDM-DPSK光及闲频光到达偏振分束器15， 偏振分束器15将偏振方向相同的泵浦光Py和闲频光滤出，传输到压电陶 瓷7。泵浦光Py和闲频光依次经过压电陶瓷7和第三偏振控制器13到达 偏振合束器14；而泵浦光Px和WDM-DPSK光直接从偏振分束器15输出到 偏振合束器14。需要说明的是，由于压电陶瓷7与光锁相环路8相连，故 可以通过调节光锁相环路8的控制电压来调节泵浦光Py和闲频光的光程 差，从而调节泵浦光Py和闲频光的相位差，以实现泵浦光Px、泵浦光Py、 WDM-DPSK信号光和闲频光的相位关系满足在第二高非线性光纤12中具有 最大的相位敏感增益值的初始相位关系，即泵浦光Px、泵浦光Py的相位 和与WDM-DPSK光的相位、闲频光的相位的差值为-π/2，即 θ_Px,Py,s，i=φ_Px+φ_Py-φ_i-φ_s=π/2，其中，θ_Px,Py,s,i表示四束光波的相位差，φ_Px表示 泵浦光Px的相位，φ_Py表示泵浦光Py的相位，φ_s表示信号光的相位，φ_i表 示闲频光的相位；并通过抑制外界环境的扰动来锁定该相位关系，以确保 第二高非线性光纤12中具有最大的相位敏感增益及具有最好的相位再生 性能。接着，偏振合束器14输出端的泵浦光Px、泵浦光Py、WDM-DPSK光 及闲频光同时入射到第二高非线性光纤12。由图3可知，第二高非线性光 纤12基于四波混频效应在相位敏感放大过程中会产生阶梯型的相位传输 函数，即当输入光的相位差等于π时，输出光的相位差也等于π，从而可 以将WDM-DPSK光信号的相位噪声去除，实现光信号的相位再生。由于 WDM-DPSK光的相位差为π，因此可以实现对WDM-DPSK光的相位再生。这 里需要说明的是，通过调节第三掺铒光纤放大器21的控制面板上的驱动电 流旋钮，来调节第三掺铒光纤放大器21的驱动电流，从而调节第三掺铒光 纤放大器21的输出光功率，将WDM-DPSK光的每个信道的光信号的功率增 大到一定值，使本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光的再生器工作在增 益饱和状态。当泵浦光Px、泵浦光Py、WDM-DPSK光及闲频光射入到第二 高非线性光纤12时，第二高非线性光纤12会产生信号光增益传输函数， 如图4所示，即输入的信号光的功率越大，其增益就越小，从而保证了输 出信号光的功率保持不变，进而抑制了信号的幅度噪声，实现了光信号的 幅度再生。

由图5、图6、图7及图8可知，两个信道的DPSK信号光通过光再生 器前和通过光再生器后相比，信号光的相角分布明显减小，这说明其相位 噪声均得到了明显的抑制。

需要说明的是，通过调节检偏器11的方向，可以选择性滤出WDM-DPSK 光或者闲频光，然后通过第三带通滤波器10滤除残留的泵浦光以及自发辐 射（ASE）噪声，从而得到再生的WDM-DPSK光或者闲频光。当滤出WDM-DPSK 光时，说明通过本发明实施例实现了信号再生；当滤出闲频光时，说明通 过本发明实施例实现了波长转换的功能。

本发明实施例相比于基于干涉环结构的简并的四波混频效应的相位敏 感参量放大的信号再生器而言，可以很方便的适用于WDM系统，同时避免 了由导引型的声波布里渊散射（GAWBS）引起的相位噪声，具有更好的信号 再生性能；本发明实施例相比于现有的WDM光信号相位再生器而言，其结 构简单，成本较低，非常适合于实际应用。此外，本发明实施例还具有很 好的功能扩展性，可以将多个再生器级联，以实现更好的信号再生性能。

实施例二：

本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器包括：第一泵浦 激光器、第二泵浦激光器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第一耦合 器、第二耦合器、第一克尔非线性介质、第二克尔非线性介质、相位调节 模块、第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第三带通滤波器及 检偏器；第二泵浦激光器的输出端通过第二光放大器与第一偏振控制器的 输入端连接，第一偏振控制器的输出端与第一耦合器连接；第一泵浦激光 器的输出端通过第一光放大器与第一耦合器的输入端连接；第一耦合器的 输出端与第二耦合器的输入端连接；WDM-DPSK光信号从第二偏振控制器的 输入端入射，第二偏振控制器的输出端与第二耦合器的输入端连接，第二 耦合器的输出端通过第一克尔非线性介质与第二克尔非线性介质连接。相 位调节模块连接第二克尔非线性介质的两端。第三光放大器设置在相位调 节模块和第二克尔非线性介质的输入端之间。优选地，相位调节模块包括： 偏振分束器、偏振合束器、压电陶瓷、光锁相环路、第三耦合器及第三偏 振控制器；偏振合束器和偏振分束器设置在第一克尔非线性介质和第三光 放大器之间，且第一克尔非线性介质、偏振分束器、偏振合束器和第三光 放大器顺序连接。压电陶瓷的一端与偏振分束器连接，压电陶瓷的另一端 通过第三偏振控制器与偏振合束器连接。第三耦合器设置在第二克尔非线 性介质的输出端，光锁相环路连接压电陶瓷和第三耦合器。检偏器设置在 第二克尔非线性介质与第三耦合器之间。第三带通滤波器设置在检偏器和 第三耦合器之间。

为了滤除由光放大器带来的自发辐射（ASE）噪声，将第一带通滤波器 设置在第一光放大器和第一耦合器之间，同时将第二带通滤波器设置在第 二光放大器和第一偏振控制器之间。

优选地，光放大器为掺铒光纤放大器，即第一光放大器为第一掺铒光 纤放大器，第二光放大器为第二掺铒光纤放大器，第三光放大器为第三掺 铒光纤放大器；耦合器为光纤耦合器，即第一耦合器为第一光纤耦合器， 第二耦合器为第二光纤耦合器，第三耦合器为第三光纤耦合器。克尔非线 性介质包括：高非线性光纤和硅基波导等。在本实施例中，克尔非线性介 质为高非线性光纤，即第一克尔非线性介质为第一高非线性光纤，第二克 尔非线性介质为第二高非线性光纤。

本发明实施例提供的适用于WDM-DPSK光信号的再生器在使用时，首先 由第一泵浦激光器发送出连续的泵浦光Px，由第二泵浦激光器发送出连续 的泵浦光Py；泵浦光Px被第一掺铒光纤放大器进行功率放大。泵浦光Py 被第二掺铒光纤放大器进行功率放大；第一偏振控制器对功率被放大的泵 浦光Py进行偏振调节，以确保从第一偏振控制器输出的泵浦光Py的偏振 方向与泵浦光Px的偏振方向正交。泵浦光Px和泵浦光Py再通过第一光纤 耦合器进行耦合。与此同时，入射到第二偏振控制器中的WDM-DPSK光信号 经第二偏振控制器进行偏振调制，以确保从第二偏振控制器输出的 WDM-DPSK信号光的偏振方向与泵浦光Px的偏振方向一致。从第一光纤耦 合器输出的泵浦光Px、泵浦光Py和从第二偏振控制器输出的WDM-DPSK光 被第二光纤耦合器耦合。被第二光纤耦合器耦合的泵浦光Px、泵浦光Py 及WDM-DPSK光被送入第一高非线性光纤，并利用第一高非线性光纤中的四 波混频效应生成一组偏振方向与泵浦光Py的偏振方向相同的闲频光，且保 证输出的WDM-DPSK信号光及闲频光具有较高的增益值且功率基本相同。这 里需要说明的是，在本实施例中，对于具有不同功率和波长的WDM-DPSK 光，可以通过调节泵浦激光器的驱动电流实现对泵浦光的功率调节，通过 调节泵浦激光器上的输出波长的旋钮可以实现对泵浦光的输出波长的调 节，从而保证从第一高非线性光纤输出的WDM-DPSK信号光及闲频光具有较 高的增益值且功率基本相同。从第一高非线性光纤输出的泵浦光Px、泵浦 光Py、WDM-DPSK光及闲频光到达偏振分束器，偏振分束器将偏振方向相同 的泵浦光Py和闲频光滤出，传输到压电陶瓷。泵浦光Py和闲频光依次经 过压电陶瓷和第三偏振控制器到达偏振合束器；而泵浦光Px和WDM-DPSK 光直接从偏振分束器输出到偏振合束器。需要说明的是，由于压电陶瓷与 光锁相环路相连，故可以通过调节光锁相环路的控制电压来调节泵浦光Py 和闲频光的光程差，从而调节泵浦光Py和闲频光的相位差，以实现泵浦光 Px、泵浦光Py、WDM-DPSK信号光和闲频光的相位关系满足在第二高非线性 光纤中具有最大的相位敏感增益值的初始相位关系，即泵浦光Px、泵浦光 Py的相位和与WDM-DPSK光的相位、闲频光的相位的差值为-π/2，即 θ_Px,Py,s，i=φ_Px+φ_Py-φ_i-φ_s=-π/2，其中，θ_Px,Py,s，i表示四束光波的相位差，φ_Px表示 泵浦光Px的相位，φ_Py表示泵浦光Py的相位，φ_s表示信号光的相位，φ_i表 示闲频光的相位；并通过抑制外界环境的扰动来锁定该相位关系，以确保 第二高非线性光纤中具有最大的相位敏感增益及具有最好的相位再生性 能。接着，偏振合束器输出端的泵浦光Px、泵浦光Py、WDM-DPSK光及闲 频光同时入射到第二高非线性光纤。由图3可知，第二高非线性光纤基于 四波混频效应在相位敏感放大过程中会产生阶梯型的相位传输函数，即当 输入光的相位差等于π时，输出光的相位差也等于π，从而可以将 WDM-DPSK光信号的相位噪声去除，实现光信号的相位再生。由于WDM-DPSK 光的相位差为π，因此可以实现对WDM-DPSK光的相位再生。这里需要说明 的是，通过调节第三掺铒光纤放大器的控制面板上的驱动电流旋钮，来调 节第三掺铒光纤放大器的驱动电流，从而调节第三掺铒光纤放大器的输出 光功率，将WDM-DPSK光的每个信道的光信号的功率增大到一定值，使本发 明实施例提供的适用于WDM-DPSK光的再生器工作在增益饱和状态。当泵浦 光Px、泵浦光Py、WDM-DPSK光及闲频光射入到第二高非线性光纤时，第 二高非线性光纤会产生信号光增益传输函数，如图4所示，即输入的信号 光的功率越大，其增益就越小，从而保证了输出信号光的功率保持不变， 进而抑制了信号的幅度噪声，实现了光信号的幅度再生。

由图5、图6、图7及图8可知，两个信道的DPSK信号光通过光再生 器前和通过光再生器后相比，信号光的相角分布明显减小，这说明其相位 噪声均得到了明显的抑制。

需要说明的是，通过调节检偏器的方向，可以选择性滤出WDM-DPSK 光或者闲频光，然后通过第三带通滤波器滤除残留的泵浦光以及自发辐射 （ASE）噪声，从而得到再生的WDM-DPSK光或者闲频光。当滤出WDM-DPSK 光时，说明通过本发明实施例实现了信号再生；当滤出闲频光时，说明通 过本发明实施例实现了波长转换的功能。

本发明实施例相比于基于干涉环结构的简并的四波混频效应的相位敏 感参量放大的信号再生器而言，可以很方便的适用于WDM系统，同时避免 了由导引型的声波布里渊散射（GAWBS）引起的相位噪声，具有更好的信号 再生性能；本发明实施例相比于现有的WDM光信号相位再生器而言，其结 构简单，成本较低，非常适合于实际应用。此外，本发明实施例还具有很 好的功能扩展性，可以将多个再生器级联，以实现更好的信号再生性能。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案 而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人 员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离 本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。