[發明專利]增益平坦的拉曼光纖波長轉換耦合器及方法

有效

• 申請號: 201310046095.6
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103091934A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 徐軍華;李棟;趙云;左旭;袁心易;冷斌;侯斌;侯雪梅;鞏明輝
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/39;H04B10/2537
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，尤其是涉及一種增益平坦的拉曼光纖波長轉換耦合器及方法。

背景技術

波分復用技術是高速寬帶大容量光纖通信技術首選技術。在波分復用通信系統的光交叉連接節點中，當不同光纖中兩個相同波長信號進入同一光纖中時，就產生了波長阻塞問題。由于系統各種因素限制，每根光纖可復用的波長數目有限，因此在光交叉節點處必然會出現這種情況。解決這一問題的有效方法就是采用波長轉換技術，將其一個信號波長轉換到其他波長，從而避免OXC中的波長阻塞。波長轉換器件的另一個重要用途就是實現不同光網絡之間的波長匹配，可以把不同廠商、不同時代生產的不同波長系列產品統一到統一波長標準上，實現網絡間的通信。此外，通過波長轉換器，可以增強網絡重構、網絡管理的靈活性、可靠性，配合波分開關可以實現波長路由等功能。

多波長轉換器主要用來增加網絡的傳輸帶寬和傳輸距離，并大大降低網絡擴容的成本。多波長轉換器可以使網絡容量在不影響原有業務的情況下迅速成倍地增加，同時大大提高網絡的安全性。

目前實現波長轉換主要有兩大方法：

（1）光/電-電/光法，這種方法技術上比較成熟，工作穩定，已經在光纖通信系統中用于波長轉換發展，有成熟的商業產品。但其缺點是裝置結構復雜，成本隨速率和元件數增加，功耗高，這使它在多波長通道系統中的應用受到限制，而且不具備傳輸碼型和速率的透明性，當系統需要升級時，必須更換設備。

（2）全光波長轉換法，就是利用某些介質的非線性效應將輸入的光信號直接轉移到新的波長上，有利于系統升級、擴容。目前全光波長轉換的方法很多，主要有基于半導體光放大器中交叉增益調制效應、交叉相位調制效應、交叉偏振調制效應、四波混頻效應；基于電吸收調制器中交叉吸收調制效應；基于周期極化鈮酸鋰波導中的級聯和頻、差頻效應；基于色散位移高非線性光纖中交叉相位調制效應、四波混頻效應；基于硅納米纖中交叉相位調制效應、四波混頻效應；基于色散平坦光子晶體光纖中交叉相位調制效應、四波混頻效應、交叉偏振調制效應；基于硫化物波導中交叉相位調制效應、四波混頻效應，基于碳納米管復合物中四波混頻效應等；但這些方法在系統結構、工作速率、器件成本、波長轉換范圍、偏振敏感性方面都存在著各自的優缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計合理、實現方便且成本低、具有嚴格的傳輸透明性的增益平坦的拉曼光纖波長轉換耦合器。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種增益平坦的拉曼光纖波長轉換耦合器，其特征在于：包括用于輸出信號光的信號光發生器、用于對信號光發生器輸出的信號光進行放大形成泵浦信號光的摻鉺光纖放大器、用于輸出多個連續探測光的多個探測光激光器和用于輸出連續泵浦光的連續泵浦激光器，以及用于對所述泵浦信號光和多個連續探測光進行耦合的第一合波器，所述信號光發生器的輸出端通過第一光纖與所述摻鉺光纖放大器的輸入端連接，所述摻鉺光纖放大器的輸出端通過第一光纖與所述第一合波器的輸入端連接，多個所述探測光激光器的輸出端分別對應通過多根第二光纖與所述第一合波器的輸入端相接，所述第一合波器的輸出端通過用于通過受激拉曼散射放大過程來進行波長轉換的第一段第三光纖連接有用于輸出波長轉換后的多個探測光的第一分波器，所述第一分波器的輸出端通過多根第四光纖連接有用于對所述連續泵浦光和波長轉換后的多個探測光進行耦合并輸出功率各不相等的信號光的第二合波器，所述連續泵浦激光器通過第五光纖與所述第二合波器的輸入端相接，所述第二合波器的輸出端通過用于對所述第二合波器輸出的功率各不相等的信號光進行增益補償的第二段第三光纖連接有用于輸出光功率值相等的轉換信號光的第二分波器，多個所述探測光激光器的中心波長各不相同且多個所述探測光激光器中任意一個的中心波長λ_i均大于所述信號光發生器的中心波長λ₁和所述連續泵浦激光器的中心波長λ_P，且的取值范圍為400cm^-1～450cm^-1，的取值范圍為490cm^-1～540cm^-1，其中，i為信道數且i的取值為2～N，N為信道總數且為整數。

上述的增益平坦的拉曼光纖波長轉換耦合器，其特征在于：所述信號光發生器由依次電連接的脈沖激光器、偽隨機序列發生器和馬增調制器構成。