[發(fā)明專利]偏振型光緩存器及其調(diào)節(jié)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710121121.1
• 申請日: 2007-08-30
• 公開（公告）號: CN101114886A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳重慶;程木;趙爽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04J14/02
• 分類號: H04J14/02;G02B6/26;H04B10/12;H04L12/56
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所
• 代理人: 齊玲;毛燕生

1.一種偏振型光緩存器，其特征在于它由一個輸入偏振控制器(1)、一個偏振合束器(2)、一個非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能單元(3)、一個偏振分束器(4)和一段保偏光纖(5)組成；非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能單元(3)由前、后端偏振器(7)和(9)、一個可控非線性旋轉(zhuǎn)功能器件(8)以及偏振態(tài)在線監(jiān)測單元(6)組成，偏振態(tài)在線監(jiān)測單元(6)由一個1×2光纖耦合器(10)和一個偏振控制器(11)構(gòu)成：

輸入偏振控制器(1)是一個單輸入單輸出器件，它的輸入端與外界相連，它的輸出端與偏振合束器(2)的一個偏振輸入端相連；

偏振合束器(2)是一個2輸入1輸出的器件，它的兩個輸入端分別輸入正交的兩個線偏振態(tài)(分別稱為X偏振態(tài)和Y偏振態(tài))，它的輸出端把這兩個線偏振態(tài)合成一個橢圓偏振態(tài)(特殊情況下，也可能合成為圓偏振態(tài)或者線偏振態(tài))，并連接到非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能單元(3)；

非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能單元(3)由前端偏振器(7)、可控非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能器件(8)和后端偏振器(9)依次連接組成，其間還插接偏振態(tài)在線監(jiān)測單元(6)；前、后端偏振器(7)和(9)都是單輸入單輸出器件；可控非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能器件(8)分為電控和光控兩種：電控器件包括一個電流輸入端和電流輸出端，光控器件包括一個波分復用耦合器和一個濾波器；偏振態(tài)在線監(jiān)測單元(6)中的1×2的光纖耦合器(10)的輸入端與非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能單元(3)的輸出端相連，它的兩個輸出端其中之一與偏振分束器(4)的輸入端相連，它的另一個輸出端與偏振控制器(11)相連，這個偏振控制器(11)的輸出端與偏振分析儀連接；

非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能單元(3)的輸出與偏振分束器(4)的輸入端相連，偏振分束器(4)是一個1×2的器件，它的輸入端可以為任意偏振態(tài)，它的兩個輸出端為兩個正交的線偏振態(tài)(分別稱為X’偏振態(tài)和Y’偏振態(tài))，其中一個輸出端與保偏光纖(5)相連，另一個作為緩存器的輸出與外界相連；

保偏光纖(5)的輸出端反饋到偏振合束器(2)的另一個輸入端，構(gòu)成一個光纖環(huán)路，光信號在這個環(huán)路中緩存。

2.一種偏振型光緩存器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能單元(3)對信號的偏振態(tài)調(diào)節(jié)方法是：

前端偏振控制器(7)將輸入的偏振態(tài)首先隨意轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€任意偏振態(tài)，然后調(diào)節(jié)非線性偏振旋轉(zhuǎn)功能器件(8)的控制參量(12)，對于電控型就是調(diào)節(jié)電流的大小，對于光控型就是調(diào)節(jié)注入光功率的大小，這時發(fā)現(xiàn)在這個單元的輸出端的偏振態(tài)在邦加球上畫出一個圓，然后再調(diào)節(jié)前端偏振器(7)，使它在邦加球上的偏振態(tài)落入前一個圓的內(nèi)部，然后再改變控制參量(12)，將再畫出一個同心圓，依次多次調(diào)節(jié)，最終發(fā)現(xiàn)同心圓會縮成一點，這表示再改變控制參量，輸出偏振態(tài)不再變化，則稱這個偏振態(tài)為控制參量的偏振主態(tài)；找到偏振主態(tài)之后，調(diào)節(jié)后端偏振控制器(9)，將偏振主態(tài)調(diào)到邦加球的北極(或南極)，然后再調(diào)整前端偏振器(7)，使偏振態(tài)調(diào)整到邦加球的赤道上；這時，再調(diào)節(jié)控制參量(12)，會發(fā)現(xiàn)偏振態(tài)在赤道上旋轉(zhuǎn)，并記錄下邦加球赤道上X偏振態(tài)和Y偏振態(tài)所對應(yīng)的控制參數(shù)(電流或者光功率)，在使用時，只要給定這兩個控制參數(shù)，就可以實現(xiàn)兩個正交線偏振態(tài)的轉(zhuǎn)換；

偏振態(tài)在線監(jiān)測單元(6)的調(diào)節(jié)方法是：對于1×2的光纖耦合器(10)的兩個輸出端而言，由于它們的信號都來自于同一個輸入端，因此可以把1×2偏振分束器4的輸入端與偏振分析儀的輸入端看作同一個輸入端經(jīng)過不同的變換矩陣得到的結(jié)果，為了達到在線監(jiān)測的目的，必須保證二者始終相同，也就是保證二者的變換矩陣相同；每個變換矩陣都可以描述為一個旋轉(zhuǎn)的邦加球，為了使兩個邦加球相同，只需要保證球的一個大圓有3點重合，再加上圓外一點重合就可以了，具體做法是調(diào)解在線偏振監(jiān)測單元的偏振控制器(11)，使得赤道上的3點互相重合，然后再使得北極重合就可以了。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏振型光緩存器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于可控非線性旋轉(zhuǎn)功能器件(8)可以有如下選擇：

第一種：非線性旋轉(zhuǎn)功能器件(8)采用半導體光放大器SOA，控制參量12為改變注入SOA的電流：當注入SOA的電流改變時，即使保持輸入偏振態(tài)不變，輸出偏振態(tài)也會發(fā)生變化，表現(xiàn)在邦加球上就是偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)，當電流比較小時，旋轉(zhuǎn)的角度隨電流呈線性變化，當電流比較大時，呈非線性變化；

第二種：非線性旋轉(zhuǎn)功能器件(8)采用半導體光放大器SOA，控制參量12為改變注入SOA的另一個波長的光功率：當注入SOA的另一個波長的光功率改變時，即使保持輸入偏振態(tài)不變，輸出偏振態(tài)也會發(fā)生變化，表現(xiàn)在邦加球上就是偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)；除了SOA以外，還包括兩個波分復用WDM光纖耦合器，分別置于SOA的前后，它們的作用是將另一個波長的光引入和引出SOA；

第三種：非線性旋轉(zhuǎn)功能器件(8)采用高雙折射且高非線性的光纖HNHB，包括光子晶體光纖PCF，控制參量12為改變注入這種光纖的另一個波長的光功率：當注入高雙折射且高非線性的光纖的另一個波長的光功率改變時，由于兩個光之間的非線性交叉偏振調(diào)制，即使保持輸入偏振態(tài)不變，輸出偏振態(tài)也會發(fā)生變化，表現(xiàn)在邦加球上就是偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)；除了高雙折射且高非線性的光纖以外，還包括兩個波分復用WDM光纖耦合器，分別置于高雙折射且高非線性的光纖的前后，它們的作用是將另一個波長的光引入和引出SOA。