高非线性光纤实现全光频上转换：提升光纤无线通信系统性能

本文主要探讨了一种利用高非线性光纤(High Nonlinear Fiber, HNLF)技术在光纤无线通信(Radio Over Fiber, ROF)系统中实现全光频率上转换的方法。研究者针对波长1.54微米、重复频率为40吉赫兹的抽运光如何通过交叉相位调制效应作用于波长1.56微米、承载2.5吉比特每秒速率的非归零码信号，进行了深入的理论分析和数值模拟。 研究表明，由于高非线性效应的存在，抽运光与信号光在HNLF中交互时，信号光会发生自相位调制和交叉相位调制。当抽运光的功率足够高、频率接近信号光时，会使得信号光的光波分裂，产生两个与载波频率相距40吉赫兹且与载波相干的一阶调制边带。这个过程显著地受到抽运光脉宽、抽运光功率以及光纤长度的影响。其中，抽运光的功率和宽度决定了调制边带的强度，而光纤长度则影响了调制的稳定性和传输效率。 仿真实验验证了这一理论，结果显示，当信号光功率为0分贝毫瓦时，最佳的光纤长度为600米，抽运光功率为17分贝毫瓦时，能够有效地将2.5吉比特每秒的数据信号上转换至40吉赫兹的毫米波频段，实现了全光域的频率变换，从而极大地提高了光纤无线通信系统的带宽利用率和传输效率。 这项工作对于推动光纤无线通信技术的发展具有重要意义，因为它提供了一种新颖的全光频率上转换策略，无需复杂的电子设备，降低了系统复杂度和功耗，同时展示了高非线性光纤在无线通信中的潜在应用前景。关键词包括光通信、光纤无线通信、全光频率上转换、交叉相位调制以及高非线性光纤，这些技术的进步将进一步促进未来无线通信系统的高效、灵活和节能设计。