[發明專利]一種基于磁控光纖參量振蕩器的全光3R再生裝置

無效

• 申請號: 201110096919.1
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102185657A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 文峰;武保劍;邱昆;羅特;盧鑫
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/17
• 分類號: H04B10/17;H04Q11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及全光信息處理技術領域，具體涉及一種具有磁場控制功能的基于光纖參量振蕩器的全光3R再生裝置。

背景技術

全光信息處理技術可以突破光-電-光轉換的速率瓶頸，提供高達T比特量級的超高速信息處理能力，是未來智能全光網絡的關鍵技術之一。而全光3R再生技術是全光信息處理的核心技術，其同時具有再放大、再定時和再整形功能，能夠補償功率損耗、降低噪聲引起的信號峰值抖動和定時抖動。而全光3R再生技術還可以提供波長轉換功能，這種同時具有路由和再生功能的信號處理單元在超高速智能光網絡中具有廣闊的應用前景。

目前研究最為廣泛的全光3R再生器是針對單一波長開展的。而波分復用系統的多波長傳輸特點，將導致不同波長需要與之對應的一整套全光3R再生器，這極大的增加了系統成本。而在單一器件中實現多波長3R再生不僅能夠節省設備使用數量，還可以提高了單位能耗處理的比特數，具有提高設備集成度和能源利用率的特點。

由于全光3R再生技術需要同時實現信號的時鐘提取功能和光門再生功能，因此全光3R再生器包括時鐘提取單元和非線性光門單元兩個部分。目前用于時鐘提取單元的技術主要有FP梳狀濾波、分布反饋激光器、Sagnac干涉儀和參量振蕩器。而實現非線性光門單元的技術主要有交叉相位調制(XPM)技術、四波混頻(FWM)技術以及利用非線性器件搭建的各種干涉結構。利用這些技術搭建的單波長3R再生器能夠實現100Gbps以上的再生功能。而多波長的3R再生技術研究較少，其中華中科技大學提出了一種級聯時鐘恢復單元、基于XPM效應的單個非線性光門器件以及梳狀濾波器的多波長3R再生方案。該方案與單波長3R方案相似，都采用了時鐘恢復和脈沖整形相獨立的級聯方式，增加了系統開銷，不利于提高系統的集成度。

利用具有較高磁光效應的磁光晶體/薄膜實現的光隔離器、旋轉鏡、光開關等器件早已廣泛應用于現代光通信系統，而近期的研究表明直接使用單模燧石玻璃光纖的固有磁光Faraday效應可以實現高速光偏振態控制，這克服了機械式偏振控制器響應速度慢、控制精度低的問題。而在下一代超高速智能光網絡中，光信號的偏振態控制是研究的重要課題之一，磁光效應對光學偏振態快速、精確的控制將具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明所要解決的問題是：如何能夠克服傳統全光3R再生裝置時鐘提取單元和非線性光門單元相互獨立導致系統集成度低的問題，同時能夠減少波分復用系統中多波長再生裝置的復雜程度、降低成本。

本發明所提出的技術問題是這樣解決的：提供一種基于磁控光纖參量振蕩器的全光3R再生裝置，其特征在于：

①包括至少由光波分復用器、高非線性光纖或磁光高非線性光纖、光解復用器、光放大器和分光器依次連接形成的光環形腔；

②所述光放大器的增益須滿足用于時鐘提取的環形腔起振的增益條件：使光環形腔環增益略低于環損耗；

③波長為λ₀、信息速率為R_b的RZ信號作為基準信號由所述光波分復用器進入磁控光纖參量振蕩器，通過高非線性光纖或者磁光高非線性光纖為提取的時鐘信號提供參量增益，光解復用器阻隔基準信號使其不在光環形腔內振蕩；波長為λ₁、λ₂...λ_n的n路待整形信號也通過光波分復用器進入到光環形腔，所述待整形信號和基準信號是同步信號，直接利用由基準信號提取的時鐘對待整形信號進行再定時，光環形腔內時鐘信號功率較高作為泵浦光，而待整形信號功率較低作為探測光，共同進入高非線性光纖或者磁光高非線性光纖，利用光纖中四波混頻效應從光解復用器輸出波長分別為λ₁′、λ₂′...λ_n′的閑頻光即為再生信號，再生信號與基準信號相同，均不在環內振蕩。

按照本發明所提供的基于磁控光纖參量振蕩器的全光3R再生裝置，其特征在于，磁控光纖參量振蕩器是集中式磁場控制的環形腔，該環形腔是由光波分復用器、高非線性光纖、光解復用器、光放大器、分光器、可調光延遲線、磁光控制單元和偏振控制器依次連接形成，磁光控制單元包括磁光晶體、螺線管和可調直流電源，磁光晶體采用磁光系數高的釔鐵石榴石(YIG)等晶體或者薄膜，螺線管用于提供磁光晶體所需的外加磁場，可調直流電源為螺線管提供電流，使其產生磁場強度連續可調的直流磁場。