[發明專利]一種磁可調的光纖非線性信息處理裝置

有效

• 申請號: 201010572455.2
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102075249A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 武保劍;周曉璟;羅特;文峰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于光纖通信技術領域，尤其涉及磁光效應與光纖非線性效應耦合作用的智能光信息處理技術。

背景技術

隨著光纖通信技術的快速發展，光纖到戶(FTTH)和三網融合的到來，高速、智能的全光網絡成為光通信領域至關重要的發展方向，要求光信息處理具有動態、智能的特征。然而，光信號會受到多種因素的影響，例如群速度色散、放大器噪聲的積累、以及信道內或信道間的相互串擾等。為了克服這些因素的對光信號的劣化，提高傳輸質量，需要在傳輸過程中采用全光3R再生(再放大、再定時、再整形)技術，同時還能克服電信號處理中存在的潛在“電子瓶頸”現象。

光纖有著其它介質不可替代的優越性，它傳輸帶寬范圍大、抗干擾能力強、傳輸容量大。光纖的非線性效應，包括自相位調制(SPM)、交叉相位調制(XPM)、克爾效應(Kerr)、四波混頻(FWM)、非線性雙折射等已滲入到光纖通信、光纖傳感以及光信息處理等諸多領域，用于實現波長轉換、光脈沖壓縮、全光3R再生等多種功能。高非線性光纖的研究主要集中在提高非線性系數、減小泵浦光功率、縮短光纖器件長、優化光纖色散、降低偏振模色散(PMD)等方面，推動了基于光纖非線性的全光智能信息處理器件的發展，因此，利用光纖的非線性效應制作了非線性光纖。

另一方面，磁光效應(Magneto-optical?effect)是指處于磁化狀態的物質與光之間發生相互作用而引起的各種光學現象。包括法拉第效應、克爾磁光效應、塞曼效應和科頓-穆頓效應等。這些效應均起源于物質的磁化，反映了光與物質磁性間的聯系。在光纖內摻雜具有高磁光效應的物質如鋱(Tb)形成具有磁光效應的磁光光纖，磁光光纖的磁可控特性為開展新型智能光子信息處理提供了重要手段。目前，磁光光纖主要應用于全光纖電流(電壓)傳感器、光纖磁場傳感器以及磁光開關等。

本申請的發明人在2010年10月在《光子學報》發表的論文《磁光光纖中光脈沖的非線性傳播特性研究》提出了“根據光纖中磁光效應與非線性效應的微擾理論，推導了磁光光纖中光脈沖的非線性耦合模方程，比較了修正的分步傅里葉算法中磁光效應的時域和頻域處理方案，表明了在步長足夠小的情況下，兩種方案的結果一致.分析了磁光效應、光纖非線性以及色散對光脈沖傳輸特性的影響，通過改變磁光耦合強度，不但可以靈活控制脈沖形狀，還可以改變非線性引起的頻率啁啾大小，有助于實現基于光脈沖展寬的動態整形功能。本申請人認為，根據該篇論文，可以通過改變光纖的摻雜物質制作一種同時具有非線性效應和磁光效應的光纖，本文簡稱為磁光非線性光纖(Magneto-optical?Nonlinear?Fiber，MNLF)，利用該磁光非線性光纖可以進行光信息處理和磁場傳感信息處理，采用這種新型的磁光非線性光纖不但可以實現光脈沖的整形、壓縮等功能，還能夠與光纖通信網絡器件方便連接，是一種簡單、實用、易實現的方案，其磁可調、靈活可控特性滿足了智能全光網絡的發展需求，具有廣泛的應用前景。除此之外，本申請人未檢索到其它相關的磁光非線性光纖及其相關應用的文獻資料。

發明內容

本發明的目的是為了實現對磁光非線性光纖進行磁可調處理，提供了一種磁可調的光纖非線性信息處理裝置。

為了實現這一目的，本發明的技術方案是：一種磁可調的光纖非線性信息處理裝置，包括光信息輸入變換單元、光信息輸出變換單元，其特征于，在光信息輸入變換單元和光信息輸出變換單元之間連接有磁光非線性光纖單元，所述磁光非線性光纖單元包括磁光非線性光纖和磁可調控制模塊，所述磁光非線性光纖纏繞在磁可調控制模塊上并受磁可調控制模塊產生的磁場的影響用以控制磁光非線性光纖中的導波光的傳輸特性。

上述磁可調控制模塊包括螺線管和磁光非線性光纖，所述磁光非線性光纖位于螺線管的中心通孔內。

上述磁可調控制模塊包括骨架、旋轉托盤、蓋板和繞線，所述骨架為一圓柱體，其中心具有一繞線孔，繞線孔和骨架的外壁之間具有一環形腔，所述環形腔將骨架分割為骨架外環和骨架內環，在骨架外環上具有一沿軸向貫穿骨架外環的缺口；所述旋轉托盤具有一中空的托盤軸用于將旋轉托盤套裝在骨架內環上，所述旋轉托盤的兩端至少一端安裝有托盤扇面和撥動止盤用于自動或人工轉動旋轉托盤，所述旋轉托盤套裝在骨架的骨架內環上并位于環形腔內，所述蓋板具有與繞線孔和骨架外環的缺口相對應的蓋板繞線孔和蓋板缺口并安裝在骨架的端面上；繞線穿過繞線孔和蓋板繞線孔形成線圈纏繞在骨架上。