[發明專利]光信號復制系統

無效

• 申請號: 200710047332.5
• 申請日: 2007-10-23
• 公開（公告）號: CN101141824A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 陳抱雪;傅長松;楊臻明;張建彬
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;G02B6/24
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種光信號處理系統，特別是一種光信號復制系統。

背景技術

光信號復制技術用以將單個光信號轉換為具有特定時域分布與強度分布的同類光信號序列，與高速電脈沖信號復制技術相比，由于光纖具有寬帶、低損耗、低色散的傳輸特性，可獲得比諸如同軸電纜、電荷耦合器件、聲表面波器件等電信號延遲媒質大得多的延遲時間帶寬積，采用光載體可以實現更短脈沖的高精度復制。另外，由于光纖傳輸具有很好的電磁兼容性和抗干擾能力，采用光學方式實現信號的延時復制具有安全可靠的特點，在國民經濟建設和國防建設等領域具有非常重要的應用價值。

光脈沖復制技術可分為無源復制和有源復制兩大類。無源復制主要有樹形復制器和前饋式復制器兩種。

其中樹形復制器的工作原理是，由1個1×N光纖耦合器將輸入的光脈沖信號在空間分為N路，在對各路信號進行不同的光纖延遲后，再以另一個倒置的1×N光纖耦合器將空間N路脈沖信號合并成1路，從其輸出端依次輸出，從而得到時域上分開的N個復制光脈沖。各脈沖的時間間隔由各路光纖延遲線的長度差決定。此類技術的優點是脈沖的分路和延遲可獨立調節，缺點是當脈沖復制數量較大時，1×N光纖耦合器的插入損耗較大，且均勻性較差。另外，精確控制N個延遲線的長度有較大的難度。相關報告有：1)陳宇曉，酆達，李錚等.光脈沖光纖周期復制技術研究.激光技術.2005，29(6)：604-607。

無源復制的另一種主要技術是前饋式復制器，由2×2光纖耦合器和不等臂光纖級聯組成的一個m級延遲線結構，每級由一個2×2耦合器和2條上下臂光纖延遲線構成。整個復制器共有m+1個耦合器，m對不等臂光纖，共輸出N＝2^m個周期光脈沖。輸出脈沖序列的時間間隔和幅度可通過控制2×2耦合器的分光比以及控制二輸出端光纖的長度差來實現。比較樹形復制器，此類技術的優點是插入損耗小，需要精確控制長度的延遲線組少，實現難度相對降低。缺點是，部件數量甚多，脈沖的分路和延遲不能獨立調節，難以實現任意脈沖間隔的組合，另外對于2×2耦合器的分光比偏差造成的輸出脈沖的不等幅，無法實現簡單地補償，在實際應用中不可避免地會產生幅度非均勻的脈沖輸出。相關報告有：2)Deng?K?L，Kang?K?I，Glesk?I，et?al.Opticalpacket?compressor?for?ultra-fast?packet-switched?optical?networks.Electron?Lett.1997，33(14)：1237-1239.3)酆達，李錚，陳宇曉.光纖光脈沖分路——延遲器及其優化研究.中國激光.2005，32(2)：216-220。

有源復制技術的基本原理是采用一個可循環使用的延時環路，由于光信號每經歷一次循環會發生固定的損耗，因此在系統中引入了光放大器以補償固定損耗。按不同的光功率損耗補償器件劃分，有光纖喇曼放大型和半導體光放大型兩類。

光纖喇曼放大型復制技術的主要優點是，增益帶寬很寬、且峰值波長可調，放大的自發輻射噪聲低，可實現光放大器快速開關，以及可以用標準單模光纖和色散位移光纖來實現。主要缺點是，泵浦功率的閾值很高，在喇曼頻移波長處需要高功率激光源，以及由泵浦強度噪聲引起的泵浦光與信號光之間的串擾很大等。相關的報告有：4)Desurvire?E，Digonnet?M?J?F，ShawH?J.Raman?amplification?of?recirculating?pulses?in?a?reentrant?fiberloop.Optics?Lett.1985，10(2)：83。

半導體光放大型復制技術的主要優點是，具有亞納秒級的增益動態特性，除了補償循環損耗外，半導體光放大器的快速響應還能對光纖存儲器進行開關控制。主要缺點是半導體光放大器的偏振敏感性，需要控制光信號的偏振態或采用保偏光纖。相關的報告有：5)0lsson?N?A.15,000km?fibre-optictransmission?using?a?linear?repeater.Electron.Lett.1987，23(12)：659；6)酆達，李錚，鄭錚等.基于光纖延遲的光脈沖有源復制器.北京航空航天大學學報.2005，31(2)：212-217。

發明內容

本發明是針對現有有源復制技術中存在的噪聲串擾大、偏振態影響大的問題而提出的一種新的光信號復制系統，采用了低噪聲系數和低增益的光增幅機構，并且結合窄帶光濾波技術，有效減少環路中的噪聲總量并消除偏振態影響。