相位敏感放大器簡稱PSA,是一種光放大器。相位敏感放大器的原理是基于非線性、四波混頻效應,即在高非線性光纖、周期性極化鈮酸鋰或光學微腔等非線性介質中,原始信號光與泵浦光發(fā)生四波混頻等過程,生成新的閑頻光,原始信號光和新閑頻光的相干疊加,實現對原始信號光的相位進行有選擇地放大或壓縮。
根據四波混頻類型不同,相位敏感放大器又可分為簡并相位敏感放大器、非簡并相位敏感放大器。簡并相位敏感放大器是原始信號光和新閑頻光處在同一頻率,非簡并相位敏感放大器是原始信號光和新閑頻光在不同頻率處。
光放大器是光傳輸系統常用器件,功能為可對信號進行功率放大,以使信號傳輸更遠。光放大器類型多樣,根據是否有相位敏感特性,分為相位不敏感放大器(PIA)、相位敏感放大器(PSA)。目前市場主流光放大器-摻鉺光纖放大器(EDFA)、半導體光放大器(SOA)均屬于相位不敏感放大器,信號經其進行功率放大后,信噪比會惡化,將限制大容量光通信系統的傳輸距離。
根據新思界產業(yè)研究中心發(fā)布的《
2024-2028年中國相位敏感放大器(PSA)市場行情監(jiān)測及未來發(fā)展前景研究報告》顯示,相位敏感放大器可對特定相位的信號進行選擇性放大或壓縮,具有0dB噪聲圖樣潛力,可實現對弱光信號的超低噪放大。相位敏感放大器是高速系統中理想的光放大器,在波分復用系統(WDM系統)、空間激光通信、超高速長距離光通信、材料科學研究等場景應用潛力極大。
光通信容量是網絡向全光邁進的主要驅動力,近年來,隨著光通信技術的發(fā)展,光通信容量逐漸向大容量、超大容量發(fā)展,如中國科學院上海光學精密機械研究所已實現Pb量級的超大容量光存儲。在此背景下,相位敏感放大器研究熱情也隨之提升。
目前我國已取得的相位敏感放大器相關專利有《一種相位敏感光學參量放大器》、《基于相位敏感放大器的寬帶全光相位再生技術》、《一種基于相位敏感放大的多路MPSK信號再生方法》、《基于高非線性光纖的多泵浦相位敏感放大器及生成方法》等。
新思界
行業(yè)分析人士表示,相位敏感放大器在低噪放大、濾波、信號再生、格式轉換等方面應用能力較好,近年來,隨著光通信大容量發(fā)展,相位敏感放大器的研究和應用越來越廣泛。但相比于主流光放大器-摻鉺光纖放大器(EDFA),相位敏感放大器市場規(guī)模仍較小,應用較局限。