[發明專利]一種利用紅移啁啾特性消除碼型效應的方法及其裝置

在審

• 申請號: 201410467432.3
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104181747A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 劉永;白蕓;徐亞然;彭雪保;高露;鄭秀;陳立功
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明涉及光電子技術中全光信號處理技術領域，尤其涉及一種利用紅移啁啾特性消除碼型效應的方法及其裝置。

背景技術

光纖通信網絡已經發展成為通信中的主要網絡，巨大的帶寬需求對光通信網絡的要求越來越高。在光傳輸方面，隨著波分復用的應用以及光放大技術的突破，光纖傳輸容量飛速提升，已遠遠超過當前光網絡的帶寬要求。然而，在光交換方面，傳統的“光-電-光”轉換由于受限于電子器件本身的特性，將不可避免的使通信速率面臨電子瓶頸。為解決這一問題，目前認為比較可行的方法是利用全光交換代替電子交換，實現光通信網絡的全光透明。這種方法主要是利用非線性光學器件的非線性效應實現光對光的控制，從而實現全光信號處理。

在眾多非線性光學器件中，半導體光放大器能夠提供大的增益，對輸入光強的要求極低，同時存在多種非線性效應。這些優秀的特性使得半導體光放大器能夠被應用于全光信號處理的各個方面。然而，半導體光放大器的載流子恢復時間較慢，一般為數十至數百皮秒。對于高速信號，半導體光放大器的增益在一個比特時間內無法恢復到初始狀態，由此引發的碼型效應會大大降低輸出的信號質量，這就使所有基于半導體光放大器的全光處理器件在所能達到的最高處理速度方面受到了限制。

針對如何縮短增益恢復時間從而消除碼型效應，國內外學者提出了很多研究方案。例如：采用大注入電流，長有源區，輔助光等手段。這種通過優化半導體光放大器的工作條件增加其恢復速度的方法，雖然能夠有效地縮短半導體光放大器的載流子恢復時間，但很難實現超高速（大于40Gbit/s）的工作速率。近幾年，采用分離的光學器件輔助來消除半導體光放大器因為慢增益恢復帶來的碼型效應的影響，充分利用半導體光放大器的超快動態特性實現超高速的全光信號處理的方案逐漸受到重視。

其中，藍移失諧濾波技術因其結構簡單，工作速率高，且能充分利用頻率啁啾特性等優勢，被廣泛應用于全光信號處理當中。文獻“?Y.?Liu,?E.?Tangdiongga,?Z.?Li,?S.?Zhang,?H.?d.?Waardt,?et?al.?Error-free?all-optical?wavelength?conversion?at?160?Gb/s?using?a?semiconductor?optical?amplifier?and?an?optical?bandpass?filter?[J].?Journal?of?Lightwave?Tech.,?2006,?24(1):230-236”藍移失諧濾波技術的結構示意圖，如圖1所示，包括一個半導體光放大器3和一個藍移失諧濾波器4。光輸入端1輸入波長為λ₁且攜帶數據信息的脈沖光作為泵浦光，光輸入端2輸入波長為λ₂的連續光作為探測光，由于采用藍移失諧，濾波器的中心波長位于輸出探測光波長的短波長方向。通過適當調節濾波器的帶寬及失諧量，可獲得攜帶數據信息，但呈反相的脈沖探測光λ₂，經過延時干涉儀5后，可在輸出端6獲得正相的脈沖探測光λ₂。由于半導體光放大器增益恢復過程中具有很大的藍移啁啾，通過將濾波器藍移能夠提取該超快啁啾成分來補償半導體光放大器的慢增益恢復過程。

采用藍移失諧濾波器可以極大地提高半導體光放大器的增益恢復速度，然而采用該方案要得到比較好的輸出效果，對于藍移濾波器參數的要求會很高。而且，由于藍移濾波器3dB帶寬較窄，會濾掉一部分展寬后的連續光譜，這將導致輸出光信號的功率和信噪比都有所下降。此外，利用藍移濾波器得到的輸出信號是反相信號，需在光路中加入其他的光學器件，如延時干涉儀等將其轉換為正相信號，這就加劇了光路的復雜性和損耗。

采用紅移失諧濾波可以直接獲得正相的輸出信號，但是，就存在需要克服較為嚴重的碼型效應的困難。因此，現有技術存在紅移失諧濾波輸出信號的碼型效應嚴重的問題，使得存在信噪比較低的技術問題。

發明內容

本發明實施例通過提供一種利用紅移啁啾特性消除碼型效應的方法及其裝置，解決了現有技術中存在紅移失諧濾波輸出信號的碼型效應嚴重的問題，使得紅移輸出信號存在信噪比較低的技術問題，進而能夠消除碼型效應，從而提高信噪比。

本發明實施例提供了一種利用紅移啁啾特性消除碼型效應的方法，包括如下內容：

S101，將脈沖泵浦光和連續探測光分別由光功率耦合器的第一輸入端和第二輸入端輸入，并在光功率耦合器中進行耦合；