[發(fā)明專利]基于電光效應(yīng)的高速光分插復用器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710061397.5
• 申請日: 2007-10-10
• 公開（公告）號: CN101131449A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金杰;張瑞鋒;焦強;李可佳;李奕
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: G02B6/24
• 分類號: G02B6/24;H04J14/02;H04B10/12
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光通信系統(tǒng)的節(jié)點中應(yīng)用的光器件，特別涉及一種高速光分插復用器。

背景技術(shù)

光分插復用器(OADM)是光波分復用(WDM)系統(tǒng)的核心器件之一，其功能是從傳輸光路中有選擇地下載某些波長信道到本地，或者從本地發(fā)送某些波長信道到傳輸光路中，同時不影響其它波長信道的傳輸。光纖通信網(wǎng)引入OADM后，可以方便靈活地實現(xiàn)波長信道的上下路，實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的開放性和透明性。

現(xiàn)行的OADM技術(shù)從上下路實現(xiàn)技術(shù)角度可分為開關(guān)型和調(diào)諧型。

開關(guān)型OADM是先將多波長信號解復用成多個單波長信號，然后再用光開關(guān)來對單波長信號上下路，可以采用微電機械(MEMS)、平面光波導(PLC)、液晶工藝等技術(shù)來實現(xiàn)各種規(guī)模的光開關(guān)(矩陣)。如中國專利文獻CN1369976公開了“一種新型多功能的光分插復用器”，這種光分插復用器是一種基于復用器、解復用器和光開關(guān)的光分插復用器，其結(jié)構(gòu)用到了4個光放大器，10個2×2光開關(guān)，以及2對基于干涉膜濾波器的復用器、解復用器。結(jié)構(gòu)較為復雜，基于分立器件，不便于集成，且成本較高，調(diào)諧速度較慢。又如中國專利文獻CN1523804公開了“基于微機電系統(tǒng)的光分插復用器”，提出一種基于微機電系統(tǒng)和透鏡的光分插復用器，主要由光環(huán)行器，自聚焦透鏡、衍射光柵，光耦合器及微機電系統(tǒng)控制的可調(diào)反射鏡陣列組成。該發(fā)明引入微機電系統(tǒng)，增加了器件的集成度，但機械調(diào)諧手段仍然無法從本質(zhì)上提高調(diào)諧速度，調(diào)諧速度僅為毫秒量級。開關(guān)型OADM的普遍缺點在于其相應(yīng)速度低，在論文“黃照祥、張陽安、黃永清等，可重構(gòu)光分插復用器(ROADM)的技術(shù)實現(xiàn)與性能評估，光通信技術(shù)2004(12)：4-9”中提出開關(guān)型光分插復用器響應(yīng)時間約為10ms。

調(diào)諧型OADM采用可調(diào)諧濾波器從輸入信號中選擇出指定波長信號，并通過其它光器件來實現(xiàn)下路、上路等操作，濾波器可用光纖布拉格光柵(FBG)、F-P腔干涉儀、MEMS型FPI、聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)等，它們通過改變光柵長度、熱光效應(yīng)、機械應(yīng)力、聲光效應(yīng)等手段實現(xiàn)波長調(diào)諧。如中國專利文獻CN1336741公開了“具有自適應(yīng)光功率均衡的光分插復用器”，提出了一種具有自適應(yīng)的功率均衡的光分插復用器，使其不但有波長上下路功能，還有實時自適應(yīng)功率能力，同時具有高穩(wěn)定性、低串擾、低損耗、模塊化、智能化功率均衡，均衡精度高等特點。但由于其仍采用傳統(tǒng)的聲光、熱光等手段對Bragg光柵的中心波長進行調(diào)諧，制約了其調(diào)諧速度。在中國專利文獻CN1606190中公開了“由二氧化碲聲光可調(diào)諧濾波器構(gòu)成的動態(tài)可調(diào)諧光分插復用器”，提出了一種由一個偏振分束器、兩個結(jié)構(gòu)和性能相同的聲光濾波器、偏振變換器以及光纖組成的光分插復用器模塊。將二氧化碲聲光可調(diào)諧濾波器的光束和聲束以大角度入射(60°-75°)，互作用長度大于4.5cm，濾波器獲得小于0.4nm的線寬。該發(fā)明通過采用光束和聲束的大角度入射實現(xiàn)了良好的旁瓣抑制性能，但由于其采用的是聲光調(diào)諧手段，調(diào)諧速度無法突破微秒量級。可見，調(diào)諧型OADM對波長透明，可擴展能力強，是目前商用化產(chǎn)品的主流，但由于調(diào)諧手段的限制，響應(yīng)時間無法突破微秒量級，在超高速網(wǎng)中存在響應(yīng)速度偏慢的問題。理論及實驗都證明，只有電光效應(yīng)能使調(diào)諧時間達到納秒量級。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了使光分插復用器的調(diào)諧速度突破微秒量級，適應(yīng)超高速網(wǎng)節(jié)點要求。同時為了降低串擾，彌補電光濾波器型OADM旁瓣抑制差的缺點。

本發(fā)明提出了一種在鈮酸鋰晶體Y、Z兩個方向上以電光效應(yīng)對鈦擴散鈮酸鋰波導進行調(diào)諧的四端口高速光分插復用器。

本發(fā)明所述一種基于電光效應(yīng)的高速光分插復用器，包括：

鈮酸鋰基底511，以鈦擴散工藝制備的鈮酸鋰波導，輸入端口101，上載端口102，輸出端口103，下載端口104，偏振分束器105，偏振模式轉(zhuǎn)換單元106，偏振合束器107；

在X切鈮酸鋰基底511上，將其Y方向為傳輸方向，以鈦擴散工藝制作光波導及偏振分束器105、偏振合束器107；以濺射工藝在鈮酸鋰基底511上制作電極，構(gòu)成偏振模式轉(zhuǎn)換單元106；工作時光波以Y方向傳播，由輸入端口101或上載端口102進入該器件，依次經(jīng)偏振分束器105，偏振模式轉(zhuǎn)換單元106，偏振合束器107，最后由輸出端口103或下載端口104輸出。