[發明專利]全光模數轉換器NSX并行量化編碼方法

無效

• 申請號: 200810044603.6
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101290455A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 張利勛;劉永智;劉永;李和平
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02F7/00
• 分類號: G02F7/00;G02F1/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光信息處理技術領域，它特別涉及一種全光模數轉換器NSX并行量化編碼方法，即采用1×N耦合器分束串接波分復用器旁接N個對稱薩格納克干涉儀(SagnacI)并行輸出，基于交叉相位調制(XPM)原理實現N位全光模數轉換器的并行量化編碼方法。

背景技術

光信號處理、光通信以及光傳感等對高速、高精度模數轉換器(ADC)的需求十分迫切，全光技術是實現這一目標的最具發展潛力的方法。全光ADC涉及光學采樣、光學量化和光學編碼三個基本單元及其關鍵技術。光學采樣技術國內外研究人員已經圓滿解決，設計全光ADC的關鍵是采用什么樣的技術手段實現量化和編碼。

隨著全光信號處理的不斷發展，全光量化技術已經成為一個挑戰，用于全光ADC的非線性量化技術逐漸地發展起來。早在1979年Taylor提出了采用波導干涉儀陣列實現量化的方案，2002年日本Osaka?University的Konishi等人提出利用光纖的非線性效應進行量化，即利用高非線性光纖中的拉曼孤子自頻移效應實現光功率到光頻移的轉移，再利用AWG對所得信號進行空間分離，從而實現對采樣信號的量化處理，2003年美國康奈爾大學Chris?Xu等人也采用類似的方法來實現對采樣后信號的全光量化，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的全光量化方法要求待量化的輸入光脈沖信號的脈寬在飛秒量級，對于皮秒量級的光脈沖信號則需要事先進行脈寬壓縮。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現全光量化的方案，原理性驗證實驗的結果表明3?bits全光量化是可以實現的。2005年Oda等人又提出了利用切割超連續譜來實現全光量化，即利用色散平坦光纖產生超連續譜，其譜寬由采樣信號的強度決定，并利用陣列波導光柵進行解復用，輸出到不同的端口，處于通光狀態的端口數目與采樣信號強度密切相關，從而實現了信號的量化。

編碼是全光ADC的重要環節，近年來已引起各國研究人員的關注，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實現量化后信號的編碼方案，其脈沖整形系統由空間濾波器和色散元件構成，并于2005年報道了通過集成AWG和可調光衰減器構成脈沖整形系統來實現全光編碼的實驗結果。2003年美國Chris?Xu等人對利用光纖中的孤子自頻移效應進行量化后的信號，采用濾波器陣列作為比較器實現了光學編碼。2002年Oda等人又提出基于非線性光環鏡實現編碼的方案，并給出了2?bits全光ADC的實驗結果。2006年日本Konishi等人提出采用光學互連方式實現格雷編碼的方法，并從實驗上驗證了從8級量化的光信號到3?bits格雷碼轉換。2007年他們又提出了利用光延遲線編碼進行相應的3?bits全光ADC。2006年Osaka?University的Ikeda(見文獻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制實現格雷編碼輸出，他們都得到3bitsADC的實驗系統。

2007年我們申請了中國發明專利“全光模數轉換器(200710049158.8)”，采用N個1×2耦合器分束輸入陣列的對稱薩格納克干涉儀方式量化和編碼，實現N位全光模數轉換器，但控制光(模擬光)脈沖的峰值功率沒有達到最佳的利用率。

發明內容

本發明目的是提供一種新型全光模數轉換器NSX并行量化編碼方法，即采用1×N耦合器分束串接波分復用器旁接N個對稱薩格納克干涉儀并行輸出，基于交叉相位調制原理實現N位全光模數轉換器并行量化和編碼方法，充分利用了模擬光脈沖峰值功率。

本發明的目的可通過如下措施來實現：