[發(fā)明專利]基于有源光纖光柵耦合器的時延可調(diào)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310024423.2
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103048809A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李齊良;王紫陽;唐向宏;祁永敏;胡淼;錢勝;周雪芳
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 周希良;徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于有源光纖光柵耦合器的時延可調(diào)器，或者稱之為基于有源光纖光柵耦合器的可調(diào)慢光延遲器。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡信息傳輸容量的增加對通信網(wǎng)絡中間節(jié)點的處理能力提出了更高的要求，而傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡中間存在著光電光轉(zhuǎn)換的問題，這限制了網(wǎng)絡傳輸容量的進一步增加。網(wǎng)絡的全光化為這個問題的解決提供了方案，而網(wǎng)絡全光化的基礎(chǔ)是全光路由，因為中間節(jié)點的處理能力直接影響了整個網(wǎng)絡的傳輸速度。傳統(tǒng)的路由是電路由，但對于高速傳輸?shù)墓庑盘枺词怪虚g節(jié)點能夠滿足任意速率的信號的光電轉(zhuǎn)換，也不能完成對信號的處理。在全光路由中，對脈沖選擇性地延遲，能避免脈沖沖突。因此，光的時延可調(diào)具有重要的應用價值。

光的時延可調(diào)性在光通信網(wǎng)絡中有著重要的應用，如光緩存、分組同步和抖動控制、光信號處理等。特定條件下脈沖的速度甚至可能降為零，此時脈沖中攜帶的信息會轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中，形成光存儲。光脈沖的群速度取決于媒介的色散特性，因此可以通過調(diào)節(jié)光柵的色散參數(shù)來控制脈沖的群速度，產(chǎn)生慢光和時延。在普通無源光纖光柵中，不同的失諧量可以產(chǎn)生不同的時延，但光纖中傳輸?shù)男盘柟忸l率是一定的，進行波長轉(zhuǎn)換的難度比較大，并不可行。并且，普通無源光柵中對脈沖的時延有限，有時并不能滿足信號處理的需求。在光纖光柵耦合器的一個或兩個纖芯中摻雜稀土元素后就得到有源光纖光柵耦合器。在該器件中，通過對泵浦光功率的變化實現(xiàn)對群延遲的控制，進而達到時延可調(diào)的目的。

光纖光柵耦合器結(jié)合了光纖光柵良好的波長選擇能力和光纖耦合器多端口的特點，便于分插復用，其產(chǎn)生的時延在光信號處理、光存儲、全光路由中有重要的應用，加入增益后還能消除器件的功率限制。

基于有源光纖光柵耦合器的可調(diào)慢光延遲器，通過對增益系數(shù)的改變可以達到對時延控制的目的，并能提供比無源光纖光柵更大的可調(diào)時延。而現(xiàn)有可調(diào)慢光延遲器技術(shù)存在的問題是：光纖光柵產(chǎn)生的時延小、可調(diào)性低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有光纖光柵產(chǎn)生的時延小、可調(diào)性低等缺點，本發(fā)明提出了一種基于有源光纖光柵耦合器的時延可調(diào)器。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：基于有源光纖光柵耦合器的時延可調(diào)器，包括可調(diào)光源(1)、光環(huán)行器(2)、泵浦光源(3)、波分復用器(4)、單纖芯摻雜的光纖光柵耦合器(5)、第一接收機(6-1)和第二接收機(6-2)，可調(diào)光源(1)輸出的信號通過光纖的連接從光環(huán)行器(2)的第一端口(2-1)進入，然后從光環(huán)行器(2)的第二端口(2-2)輸出，輸出的信號光與泵浦光源(3)通過波分復用器(4)耦合進一根光纖中，并連接到單纖芯摻雜的光纖光柵耦合器(5)的第一端口(5-1)，在單纖芯摻雜的光纖光柵耦合器(5)的第一端口(5-1)和第二端口(5-2)處產(chǎn)生反射光，在第一端口(5-1)產(chǎn)生的反射光通過第一端口(5-1)輸出，經(jīng)過波分復用器(4)解復用后，再通過光環(huán)行器(2)的第二端口(2-2)進入光環(huán)行器，然后從光環(huán)行器的第三端口(2-3)輸出，并進入第一接收機(6-1)；在單纖芯摻雜的光纖光柵耦合器(5)的第二端口(5-2)產(chǎn)生的反射光直接接入第二接收機(6-2)。在接收機(6-1)和接收機(6-2)上得到的信號光與可調(diào)光源(1)中的輸出光相比有不同程度的延遲，并且會隨著泵浦光源(3)輸入功率的不同而不同。

優(yōu)選的，可調(diào)光源(1)的可調(diào)波長范圍為1530nm至1570nm。

優(yōu)選的，泵浦光源(3)的工作波長為980nm。

優(yōu)選的，波分復用器(4)的工作波長為980nm/1550nm。

優(yōu)選的，光纖光柵耦合器(5)的工作范圍為1530nm至1570nm。

本發(fā)明技術(shù)方案中，采用光環(huán)行器將光纖光柵產(chǎn)生的反射信號與正向傳輸?shù)男盘柛綦x開來，這種方式能較好地對頻率相近或相同但傳播方向不同的光進行隔離。采用的有源器件為單個纖芯稀土摻雜的光纖光柵耦合器，通過外部加入泵浦的方式實現(xiàn)。并利用光纖光柵濾波特性對不同頻率的信號光選擇性地反射。對于布拉格頻率固定的光纖光柵，選擇不同頻率的信號會產(chǎn)生不同的時延，加入增益也能改變信號的時延。

輸入的信號波從光環(huán)行器的1端口入射，從2端口輸出后經(jīng)過一個波分復用器與泵浦光耦合后進入光纖光柵耦合器。經(jīng)過光纖光柵耦合器處理的光從光環(huán)行器的2端口入射，在3端口輸出。

本發(fā)明依據(jù)的理論如下：

第一步：確定反射系數(shù)。

光柵的反射系數(shù)是光柵端口處反射光與入射光的比值，包含振幅和相位。反射系數(shù)表征了光柵的濾波特性。

第二步：確定反射系數(shù)的相位。