[發(fā)明專利]一種基于磁致伸縮的啁啾光柵調(diào)諧裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910072389.X
• 申請(qǐng)日: 2009-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN101581835A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷勁松;劉彥菊;代勇波;李建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/01
• 分類號(hào): G02F1/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于磁致伸縮的啁啾光柵調(diào)諧裝置，屬于光通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著光通信得發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)容量也在不斷擴(kuò)大。實(shí)用化光通信網(wǎng)絡(luò)的單波傳輸速率已達(dá)到10Gbit/s量級(jí)甚至40Gbti/s，色散已成為光信號(hào)傳輸質(zhì)量劣化、誤碼率增加的不可忽視因素。實(shí)踐證明，無論是主干網(wǎng)，還是城域網(wǎng)，光傳輸系統(tǒng)的色散補(bǔ)償都是維護(hù)傳輸質(zhì)量的必要單元。與此同時(shí)，光通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)支撐器件的多樣化和可配置功能使得普通的點(diǎn)到點(diǎn)波分復(fù)用通信系統(tǒng)擁有靈活節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效的靈活組網(wǎng)。城域網(wǎng)通過不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將具有不同傳輸物理特性的子網(wǎng)絡(luò)連接。特別是光交換/路由器、光分插復(fù)用器等關(guān)鍵光節(jié)點(diǎn)技術(shù)能完成光節(jié)點(diǎn)處任意光纖端口之間的光信號(hào)交換及選路，增加光網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑不確定性。而光信號(hào)色散、光脈沖展寬與路徑密切相關(guān)，色散補(bǔ)償單元必須具備動(dòng)態(tài)可調(diào)諧功能才適應(yīng)下一代光通信網(wǎng)發(fā)展需要。從國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究來看，動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償技術(shù)對(duì)優(yōu)化光網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量、充分發(fā)揮組網(wǎng)靈活性起到重要作用已成為研究色散問題的下一個(gè)發(fā)展方向。

色散是光纖的傳輸特性之一，光纖的色散現(xiàn)象對(duì)光纖通信極為不利。光纖數(shù)字通信傳輸?shù)氖且幌盗忻}沖碼，光纖在傳輸中由于時(shí)延造成的脈沖展寬，導(dǎo)致了脈沖與脈沖產(chǎn)生相互重疊現(xiàn)象，即產(chǎn)生了碼間干擾，造成誤碼。為了避免誤碼出現(xiàn)，就要拉長脈沖間距，導(dǎo)致傳輸速率降低，從而減少了通信容量。

光纖光柵(FBG)是一種光纖無源器件，它是利用光纖材料的光敏性，通過紫外光曝光的方法將入射光的相干場(chǎng)圖樣寫入纖芯，在纖芯內(nèi)產(chǎn)生折射率沿纖芯軸向的周期性變化，從而形成永久性空間相位光柵，其功能實(shí)質(zhì)上是在纖芯內(nèi)形成一個(gè)窄帶的(透射或反射)濾波器或反射鏡。隨著紫外寫入光纖光柵制作技術(shù)的日益完善，光纖光柵在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用得到了迅速發(fā)展，尤其在光纖通信領(lǐng)域。根據(jù)光纖光柵的各種不同折射率調(diào)制及光譜特性，光纖光柵在光纖通信領(lǐng)域中可以應(yīng)用于濾波器、色散補(bǔ)償器、解復(fù)用器、上下路由器和光纖激光器等等。通常狀態(tài)下，光纖光柵應(yīng)用于上述器件時(shí)是預(yù)先設(shè)定固定波長，這使得它應(yīng)用的靈活性受到了很大的限制。如果采用可調(diào)諧光纖光柵就可以較好地解決這一問題。例如：在濾波器中，通過光纖光柵的調(diào)諧可以選擇不同波長的光信號(hào)濾出；色散補(bǔ)償器中，通過調(diào)諧可以補(bǔ)償不同的色散量和不同波長的色散量；隨著超大容量密集波分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)展，系統(tǒng)的可配置性，網(wǎng)管的靈活性，色散補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)可調(diào)諧性，摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益平坦化等已經(jīng)成為迫切需要解決的問題，光纖光柵的調(diào)諧技術(shù)為此類問題提供一條有效途徑。

現(xiàn)有的啁啾布拉格光柵(CFBG)調(diào)諧技術(shù)主要以溫度調(diào)諧為主，貝爾實(shí)驗(yàn)室采用分布式光纖薄膜加熱器來分段控制Bragg光纖光柵的周期，使其具有衰減、反射、附加色散或選擇性可調(diào)色散補(bǔ)償功能。法國Highwave公司基于Bragg光纖光柵的商用化動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償器。對(duì)于10Gbps系統(tǒng)的應(yīng)用，其色散補(bǔ)償量可從700ps/nm到1300ps/nm，對(duì)于40Gbps系統(tǒng)的應(yīng)用，其色散補(bǔ)償量可從300ps/nm到700ps/nm。日本三菱電子推出兩款基于FBG技術(shù)采用溫度控制方法的可調(diào)色散補(bǔ)償器。適于40Gbps應(yīng)用的FQ-40C其色散調(diào)諧范圍可達(dá)350ps/nm；而適于10Gbps應(yīng)用的FQ-10E其色散調(diào)諧范圍可達(dá)1400ps/nm。這些方法由于采用溫度調(diào)諧，響應(yīng)速度慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決采用溫度調(diào)諧技術(shù)調(diào)諧啁啾布拉格光柵存在響應(yīng)速度慢的問題，提供了一種基于磁致伸縮的啁啾光柵調(diào)諧裝置。

本發(fā)明包括啁啾光柵、正磁致伸縮膜、負(fù)磁致伸縮膜、螺旋管和直流電源，

啁啾光柵上鍍有正磁致伸縮膜和負(fù)磁致伸縮膜，正磁致伸縮膜和負(fù)磁致伸縮膜是橫截面為等腰三角形的五面體，正磁致伸縮膜和負(fù)磁致伸縮膜沿啁啾光柵的軸線的中垂線鏡像設(shè)置，正磁致伸縮膜的對(duì)稱線和負(fù)磁致伸縮膜的對(duì)稱線都與啁啾光柵的軸線重合，正磁致伸縮膜的頂點(diǎn)、負(fù)磁致伸縮膜的頂點(diǎn)和啁啾光柵的中心點(diǎn)重合，正磁致伸縮膜的三角形底邊長度是啁啾光柵直徑的3.5～5倍，正磁致伸縮膜的厚度是啁啾光柵直徑的1.1～1.5倍，

鍍有正磁致伸縮膜和負(fù)磁致伸縮膜的啁啾光柵設(shè)置在螺旋管內(nèi)部，

螺旋管的線圈兩端分別與直流電源的正負(fù)極相連，正磁致伸縮膜的磁致伸縮系數(shù)為正數(shù)，負(fù)磁致伸縮膜的磁致伸縮系數(shù)為負(fù)數(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提出使用磁致伸縮材料作為驅(qū)動(dòng)器，對(duì)啁啾光柵進(jìn)行調(diào)諧，達(dá)到快速、動(dòng)態(tài)的色散補(bǔ)償?shù)哪康模憫?yīng)速度達(dá)到毫秒級(jí)。

附圖說明