[發(fā)明專利]全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器2SSX并行量化編碼方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810044498.6
• 申請(qǐng)日: 2008-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN101290453A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張利勛;劉永智;劉永;李和平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F7/00
• 分類號(hào): G02F7/00;G02F1/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光信息處理技術(shù)領(lǐng)域，它特別涉及一種全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器2SSX并行量化編碼方法，即采用N-1個(gè)1×2耦合器分束輸入陣列的N個(gè)對(duì)稱薩格納克干涉儀(SagnacI)并行輸出，基于自相位調(diào)制(SPM)和交叉相位調(diào)制(XPM)原理的并行量化和編碼實(shí)現(xiàn)N位全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

光信號(hào)處理、光通信以及光傳感等對(duì)高速、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的需求十分迫切，全光技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最具發(fā)展?jié)摿Φ姆椒āＨ釧DC涉及光學(xué)采樣、光學(xué)量化和光學(xué)編碼三個(gè)基本單元及其關(guān)鍵技術(shù)。光學(xué)采樣技術(shù)國內(nèi)外研究人員已經(jīng)圓滿解決，設(shè)計(jì)全光ADC的關(guān)鍵是采用什么樣的裝置實(shí)現(xiàn)量化和編碼。

隨著全光信號(hào)處理的不斷發(fā)展，全光量化技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)挑戰(zhàn)，用于全光ADC的非線性量化技術(shù)逐漸地發(fā)展起來。早在1979年Taylor提出了采用波導(dǎo)干涉儀陣列實(shí)現(xiàn)量化的方案，2002年日本Osaka?University的Konishi等人提出利用光纖的非線性效應(yīng)進(jìn)行量化，即利用高非線性光纖中的拉曼孤子自頻移效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光功率到光頻移的轉(zhuǎn)移，再利用AWG對(duì)所得信號(hào)進(jìn)行空間分離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)的量化處理，2003年美國康奈爾大學(xué)Chris?Xu等人也采用類似的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣后信號(hào)的全光量化，該方法已在近年來的全光ADC方案中大量采用，這種基于光纖中孤子自頻移效應(yīng)的全光量化方法要求待量化的輸入光脈沖信號(hào)的脈寬在飛秒量級(jí)，對(duì)于皮秒量級(jí)的光脈沖信號(hào)則需要事先進(jìn)行脈寬壓縮。2004年日本OsakaUniversity的Oda等人提出了利用光纖中的高階光孤子形成和分離來實(shí)現(xiàn)全光量化的方案，原理性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明3bits全光量化是可以實(shí)現(xiàn)的。2005年Oda等人又提出了利用切割超連續(xù)譜來實(shí)現(xiàn)全光量化，即利用色散平坦光纖產(chǎn)生超連續(xù)譜，其譜寬由采樣信號(hào)的強(qiáng)度決定，并利用陣列波導(dǎo)光柵進(jìn)行解復(fù)用，輸出到不同的端口，處于通光狀態(tài)的端口數(shù)目與采樣信號(hào)強(qiáng)度密切相關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的量化。

編碼是全光ADC的重要環(huán)節(jié)，近年來已引起各國研究人員的關(guān)注，提出了許多全光編碼的方法。2002年日本的Oda等人提出了利用脈沖整形技術(shù)實(shí)現(xiàn)量化后信號(hào)的編碼方案，其脈沖整形系統(tǒng)由空間濾波器和色散元件構(gòu)成，并于2005年報(bào)道了通過集成AWG和可調(diào)光衰減器構(gòu)成脈沖整形系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)全光編碼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2003年美國Chris?Xu等人對(duì)利用光纖中的孤子自頻移效應(yīng)進(jìn)行量化后的信號(hào)，采用濾波器陣列作為比較器實(shí)現(xiàn)了光學(xué)編碼。2002年Oda等人又提出基于非線性光環(huán)鏡實(shí)現(xiàn)編碼的方案，并給出了2bits全光ADC的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2006年日本Konishi等人提出采用光學(xué)互連方式實(shí)現(xiàn)格雷編碼的方法，并從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了從8級(jí)量化的光信號(hào)到3bits格雷碼轉(zhuǎn)換。2007年他們又提出了利用光延遲線編碼進(jìn)行相應(yīng)的3bits全光ADC。2006年Osaka?University的Ikeda(見文獻(xiàn)Kensuke?Ikeda.Design?considerations?of?alloptical?A/D?conversion：nonlinear?fiber?optic?Sagnac?loop?interometer?based?optical?quantizing?andcoding.IEEE，J.lightwave?technology，2006，24(7)：2618-2627)，利用二分之一分束薩格納克干涉儀的交叉相位調(diào)制實(shí)現(xiàn)格雷編碼輸出，他們都得到3bitsADC的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

2007年我們申請(qǐng)了中國發(fā)明專利“全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器(200710049158.8)”，采用N個(gè)1×2耦合器分束輸入陣列的對(duì)稱薩格納克干涉儀方式量化和編碼，實(shí)現(xiàn)N位全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器，但控制光(模擬光)脈沖的峰值功率沒有達(dá)到最佳的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種新型全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器2SSX并行量化編碼方法，即采用N-1個(gè)1×2耦合器分束輸入陣列的N個(gè)對(duì)稱薩格納克干涉儀并行輸出，基于自相位調(diào)制和交叉相位調(diào)制原理并行量化編碼，充分利用模擬光脈沖峰值功率實(shí)現(xiàn)N位全光模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明的目的可通過如下措施來實(shí)現(xiàn)：