[發明專利]一種偏振無關的微環光交換方法及系統

有效

• 申請號: 201410447484.4
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104238023B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 張中一;武保劍;文峰;張鴻潮;邱昆
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 周劉英

1.一種偏振無關的微環光交換方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟1：將波長為λ1、偏振態為TM偏振態和TE偏振態的信號光，波長為λ、偏振態為TM或TE偏振態的泵浦光輸入非線性介質光波導中，產生波長為λ2、偏振態與泵浦光的偏振態相同的第一轉換光；

所述泵浦光的波長λ為真空中光速與泵浦光頻率之商，而泵浦光頻率為第一轉換光頻率與信號光頻率之和的二分之一；

所述第一轉換光頻率的設置為：

若泵浦光的偏振態為TM偏振態，則基于信號光的TM偏振態的有效折射率，確定TM偏振態在所采用的微環光開關中的微環的透射峰位置，取所述透射峰位置作為第一轉換光的波長λ2，從而得到第一轉換光頻率；

若泵浦光的偏振態為TE偏振態，則基于信號光的TE偏振態的有效折射率，確定TE偏振態在所采用的微環光開關中的微環的透射峰位置，取所述透射峰位置作為第一轉換光的波長λ2，從而得到第一轉換光頻率；

步驟2：對步驟1處理后的光進行濾波處理，濾除泵浦光和波長為λ1、偏振態為TM或TE偏振態的光，輸出第一轉換光以及波長為λ1、偏振態為TE或TM偏振態的光至微環光開關；

步驟3：基于微環光開關對步驟2得到的光進行光交換處理；

步驟4：將步驟3處理后的光，和波長為λ、偏振態為TM或TE偏振態的泵浦光輸入非線性介質光波導中，產生波長為λ1、偏振態為TM或TE偏振態的第二轉換光，且所述第二轉換光與步驟1所述的信號光的功率和相位相同；

步驟5：對步驟4處理后的光進行濾波處理，濾除泵浦光和所述第一轉換光，輸出波長λ1、偏振態為TM偏振態和TE偏振態的光。

2.一種偏振無關的微環光交換系統，其特征在于，包括輸入耦合單元、輸入波長轉換單元、偏振分束濾波單元、微環光開關矩陣單元、輸出耦合單元、輸出波長轉換單元，偏振合束濾波單元：

所述輸入耦合單元包括分光器、N個耦合器，所述分光器用于將泵浦光分成N路泵浦光光，N的取值對應于輸入的N路信號光，每路信號光與泵浦光經耦合器耦合后進入輸入波長轉換單元；

所述信號光的波長為λ1、偏振態為TM和TE偏振態；所述泵浦光的波長為λ、偏振態為TM或TE偏振態；且所述泵浦光的波長λ為真空中光速與泵浦光頻率之商，而泵浦光頻率為第一轉換光頻率與信號光頻率之和的二分之一，所述第一轉換光頻率的設置為：若泵浦光的偏振態為TM偏振態，則基于信號光的TM偏振態的有效折射率，確定TM偏振態在所采用的微環光開關中的微環的透射峰位置，取所述透射峰位置作為第一轉換光的波長λ2，從而得到第一轉換光頻率；若泵浦光的偏振態為TE偏振態，則基于信號光的TE偏振態的有效折射率，確定TE偏振態在所采用的微環光開關中的微環的透射峰位置，取所述透射峰位置作為第一轉換光的波長λ2，從而得到第一轉換光頻率；

所述輸入波長轉換單元包括N個非線性介質波導，信號光與泵浦光發生非線性效應，生成波長為λ2、偏振態與泵浦光的偏振態相同的第一轉換光；

所述偏振分束濾波單元包括N個分束/濾波器，所述分束/濾波器的3dB帶寬大于或等于所述光信號的帶寬，用于對輸入波長轉換單元輸出的包括信號光、泵浦光和第一轉換光的各路混合光進行濾波處理，濾除泵浦光、以及波長為λ1、偏振態與泵浦光相同的光波；

所述微環光開關矩陣單元，包括N個微環光開關，用于對偏振分束濾波單元濾波后的N路光進行光交換處理；

所述輸出耦合單元包括分光器、N個耦合器，所述分光器用于將波長為λ、偏振態與所述第一轉換光的偏振態相同的泵浦光分成N路泵浦光，所述泵浦光與微環光開關矩陣單元輸出的光經耦合器耦合后進入輸出波長轉換單元；

所述輸出波長轉換單元包括N個非線性介質波導，泵浦光與微環光開關矩陣單元輸出的光發生非線性效應，生成波長為λ1、偏振態與第一轉換光的偏振態相同的第二轉換光；且所述第二轉換光與輸入耦合單元接收的信號光的功率和相位相同；

所述偏振合束濾波單元包括N個合束/濾波器，所述合束/濾波器的3dB帶寬大于或等于所述光信號的帶寬，用于濾除所述輸出波長轉換單元輸出的各路混合光中的泵浦光、第一轉換光，輸出波長λ1、偏振態為TM偏振態和TE偏振態的光。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述分束/濾波器為微環結構，所述微環結構的結構參數與微環光開關矩陣單元中的微環相同，所述微環結構的自由光譜范圍大于第一轉換光的波長與信號光的波長的差值，且微環結構的3dB帶寬大于等于所述信號光的帶寬。