四波混频

本文将在介绍什么是四波混频的基础上，探讨四波混频产生的原因和如何减轻四波混频的方法，最后重点介绍四波混频的几种应用。

什么是四波混频？
通信中，四波混频(Four-Wave Mixing,FWM) 亦称四声子混合，是光纤介质三阶极化实部作用产生的一种光波间耦合效应，是因不同波长的两三个光波相互作用而导致在其它波长上产生所谓混频产物，或边带的新光波，这种互作用可能发生于多信道系统的信号之间，可以产生三倍频、和频、差频等多种参量效应。 　　


四波混频产生的原因
发生四波混频的原因是入射光中的某一个波长上的光会使光纤的折射率发生改变，则在不同的频率上产生了光波相位的变化，从而产生了新的波长的光波。 　　

减轻四波混频的方法
1、不等信道间隔
2、增加信道间隔
3、使用零色散波长超过1560nm的色散位移光纤
4、减小发射功率和放大器间隔
5、对每个波长分别引入时延

四波混频的应用
1、四波混频在DWDM系统中的应用
在DWDM（简并四波混频）系统中，当信道间距与光纤色散足够小且满足相位匹配时，四波混频将成为非线性串扰的主要因素。当信道间隔达到10GHZ 以下时，FWM 对系统的影响将最严重。 　　

四波混频对DWDM系统的影响主要表现在：
(1)产生新的波长，使原有信号的光能量受到损失，影响系统的信噪比等性能；
(2)如果产生的新波长与原有某波长相同或交叠，从而产生严重的串扰。四波混频的产生要求要求各信号光的相位匹配，当各信号光在光纤的零色散附近传输时，材料色散对相位失配的影响很小，因而较容易满足相位匹配条件，容易产生四波混频效应。 　　

目前的DWDM系统的信道间隔一般在100GHZ ，零色散导致四波混频成为主要原因，所以，采用G.653 光纤传输DWDM系统时，容易产生四波混频效应，而采用G.652 或G.655 光纤时，不易产生四波混频效应。但G.652 光纤在1550nm 窗口存口存在一定的色散，传输10G信号时，应加色散补偿，G.655 光纤在1550nm 窗口的色散很小，适合10G DWDM 系统的传输。

2、基于光子晶体光纤四波混频效应的波长转换




3、利用光纤中自发的四波混频制备纠缠光子
利用光纤中自发的四波混频制备纠缠光子的实验设备有以下两种：泵浦Sagnac光纤环；直接泵浦一段直光纤。利用脉冲光泵浦零色散位移光纤，通过其中的自发四波混频产生了纠缠光子。

学习了上文的四波混频知识之后，相信大家对四波混频已经有了一定的了解，如需更进一步学习四波混频的相关知识，可参考阅读附件中的《四波混频》文档。