[發明專利]基于硅基微環的光控可調光延遲線的裝置和方法

無效

• 申請號: 200810038547.5
• 申請日: 2008-06-05
• 公開（公告）號: CN101296037A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 劉芳菲;蘇翼凱;李強;仇旻
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08;H04B10/17;H04B10/18;H04Q11/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種基于硅基微環的光控可調光延遲線的裝置，其特征在于，包括：數據包發射機、泵浦控制光產生系統，硅基微環及其耦合系統、數據包延遲測量系統，其中：數據包發射機和泵浦控制光同時與硅基微環及其耦合系統相連，從硅基微環輸出的光輸入到數據包延遲測量系統來計算數據包的相對延遲量；

所述的硅基微環及其耦合系統包括硅基微環、端面切平的輸入裸光纖、端面切平的輸出裸光纖、第一偏振控制器、第二偏振控制器、耦合器、功分器、功率監控器，其中：第一偏振控制器的輸入端與數據包發射機的輸出相連，第二偏振控制器的輸入端和泵浦控制光產生系統的輸出相連，第一偏振控制器的輸出端和第二偏振控制器的輸出端與耦合器的兩個輸入相連，耦合器的輸出與輸入裸光纖相連，輸入裸光纖將光從光纖耦合到硅基微環中，輸出裸光纖用來收集來自硅基微環的光，其輸出與功分器的輸入端相連，功分器輸出功率較大的輸出端口與數據包延遲測量系統相連，輸出功率較小的輸出端口與功率監控器相連；

所述的硅基微環半徑為20微米，寬450納米，直波導和環之間的空氣間隙為120納米，用來制作硅基微環的絕緣體上的硅結構最上方為250納米厚的單晶硅，中間是3微米厚的二氧化硅緩沖層，最下面是525微米厚的硅襯底。

2.根據權利要求1所述的基于硅基微環的光控可調光延遲線的裝置，其特征是，所述的數據包發射機包括第一激光器、電信號發生器、電光調制器，其中：第一激光器的輸出端口與電光調制器的輸入端口相連，電信號發生器輸出端口與電光調制器的電信號輸入端口相連，電光調制器負責將電信號調制到光上，產生具有特定碼型的數據包，光放大器將數據包放大以補償電光調制器的插入損耗。

3.根據權利要求1所述的基于硅基微環的光控可調光延遲線的裝置，其特征是，所述的泵浦控制光產生系統，包括第二激光器、高功率光放大器以及可調光衰減器，其中：第二激光器的輸出端口和高功率光放大器輸入端口相連，高功率光放大器輸出端口與可調光衰減器輸入端口相連，可連續改變泵浦光功率的大小。

4.根據權利要求3所述的基于硅基微環的光控可調光延遲線的裝置，其特征是，所述高功率光放大器，是指飽和輸出功率大于20dBm的光放大器。

5.根據權利要求1所述的基于硅基微環的光控可調光延遲線的裝置，其特征是，所述的數據包延遲測量系統包括光放大器、可調光帶通濾波器、示波器，其中：光放大器與硅基微環及其耦合系統的輸出相連，可調光帶通濾波器與光放大器的輸出相連，以分離出數據包，可調光帶通濾波器的輸出連到示波器上。

6.一種基于硅基微環的光控可調光延遲線的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，在數據包發射機中，將電信號發生器產生的偽隨機序列通過電光調制器調到光上，產生所需要碼型的數據包；

步驟二，關閉泵浦信號，調節與數據包發射機支路相連的第一偏振控制器，使功率監控器探測到的光的輸出功率最大，固定偏振控制器的位置，調節數據包信號支路的波長，觀察功率監控器的讀數，使功率監控器探測到的光功率最小，則數據包波長剛好位于硅基微環的一個諧振峰處，調節數據包延遲測量系統的可調光帶通濾波器，使得濾波器中心波長和數據包的波長一樣；

步驟三，打開產生泵浦光的第二激光器，關閉數據包發射機，調節與泵浦控制光產生系統相連的第二偏振控制器，使功率監控器探測到的光最大，固定該偏振控制器的位置，調節第二激光器的輸出波長不同于數據包信號波長的另一諧振峰位置，觀察功率監控器的讀數，使功率監控器探測到的光功率最小，找到硅基微環的另一個諧振峰，再繼續增大波長，使功率監控器的讀數增3dB，將此波長設為泵浦光的波長；

步驟四，打開數據包發射機，調節泵浦控制光產生系統的可調光衰減器使衰減最大，在示波器下記錄下通過硅基微環及其耦合系統和數據包測量系統后的數據包信號光的波形；連續調節泵浦控制光產生系統的可調光衰減器，記錄下輸入到裸光纖的泵浦光功率以及對應的波形；

步驟五，對于記錄的波形，通過單個信號脈沖的邊沿或峰值處的位置判斷延遲量，這樣可以得到一條延遲量隨入纖泵浦光功率的定標曲線，通過該定標曲線，可以調節入纖泵浦功率得到需要的延遲量。

7.根據權利要求6所述的基于硅基微環的光控可調光延遲線的方法，其特征是，步驟五中，所述的通過單個信號脈沖的邊沿或峰值處的位置判斷延遲量，具體方法是以數據包信號完全偏離諧振時的邊沿或峰值位置作為參考位置，延遲量為邊沿或峰值處位置與參考位置之差。