[發(fā)明專利]基于串行自相位調(diào)制效應(yīng)的全光比較器

有效

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• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106970499B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李璞;王云才;桑魯驍;張建國;劉香蓮;郭龑強(qiáng);郭曉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F7/00;G02F2/00
• 代理公司: 太原倍智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種基于串行自相位調(diào)制效應(yīng)的全光比較器，是由一個(gè)基于交叉相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)和連續(xù)五個(gè)基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)構(gòu)成，所述五個(gè)基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)中全部采用非等比耦合器。本發(fā)明采用非等比耦合器與相應(yīng)的高非線性光纖，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，適用于高速光的信號處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全光比較器裝置，尤其是一種基于串行自相位調(diào)制效應(yīng)的全光比較器裝置，適用于高速光信號處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

數(shù)字系統(tǒng)不僅在抗干擾能力、傳輸精度等方面比模擬系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢，而且便于大規(guī)模集成和實(shí)現(xiàn)加密處理。數(shù)字系統(tǒng)近年來取得了飛速的發(fā)展的同時(shí)，作為模擬與數(shù)字系統(tǒng)接口的關(guān)鍵器件，模數(shù)轉(zhuǎn)換器引起了人們越來越多的關(guān)注。

在電學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器受限于外部電時(shí)鐘的精度和載流子遷移速率的物理極限，因而難以獲得與當(dāng)代通信系統(tǒng)匹配的轉(zhuǎn)換速率和精度。全光模數(shù)轉(zhuǎn)換則能夠充分發(fā)揮光波在通信系統(tǒng)中的優(yōu)勢，對未來高速的光通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有著巨大的影響。其主要涉及光采樣、光量化和光編碼三個(gè)基本單元，光量化的核心就是全光比較器。因此，全光比較器現(xiàn)已成為人們的研究熱點(diǎn)之一。

目前公開報(bào)道的有：Taylor提出將馬赫增德爾調(diào)制器用于實(shí)現(xiàn)光域內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換，還有提出HNLF(highly nonlinear fibers)在Sagnac干涉儀或非線性光纖環(huán)鏡中的XPM(cross-phase modulation)效應(yīng)進(jìn)行全光ADC，除此之外還有利用孤子自頻移為基礎(chǔ)或者切割超連續(xù)譜的全光量化方案。但以上現(xiàn)有技術(shù)得到的功率傳輸曲線都非階梯狀即沒有明顯的比較閾值，導(dǎo)致比較輸出的中間態(tài)太多，需在后端級聯(lián)電比較器才能輸出明顯的二值，不符合嚴(yán)格意義上全光比較器的要求。

總之，現(xiàn)有的全光ADC技術(shù)不足以滿足目前通信系統(tǒng)的要求。因此，發(fā)展行之有效的全光比較技術(shù)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的具體技術(shù)問題是現(xiàn)有全光比較器閾值模糊，致使輸出信號質(zhì)量較差，滿足不了現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的要求，從而提供一種基于串行自相位調(diào)制效應(yīng)的全光比較器，以適應(yīng)當(dāng)前高速通信的需求。

本發(fā)明上述目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

一種基于串行自相位調(diào)制效應(yīng)的全光比較器，所述全光比較器是由一個(gè)基于交叉相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)和連續(xù)五個(gè)基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)構(gòu)成，基于交叉相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)是由環(huán)外偏振控制器、光環(huán)形器、波分復(fù)用器、高非線性光纖、環(huán)內(nèi)偏振控制器、3dB耦合器及帶通濾波器構(gòu)成；基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)是由光環(huán)形器、高非線性光纖、環(huán)內(nèi)偏振控制器及非等比光纖耦合器構(gòu)成，控制信號從A端輸入經(jīng)環(huán)外偏振控制器進(jìn)入波分復(fù)用器，經(jīng)高非線性光纖和環(huán)內(nèi)偏振控制器進(jìn)入3dB耦合器，輸出信號進(jìn)入帶通濾波器被濾除；探測信號從B端輸入經(jīng)光環(huán)行器輸入到3dB耦合器分為兩路，一路順時(shí)針經(jīng)波分復(fù)用器、高非線性光纖及環(huán)內(nèi)偏振控制器傳播一周，另一路逆時(shí)針經(jīng)環(huán)內(nèi)偏振控制器、高非線性光纖及波分復(fù)用器傳播一周，各自傳輸一周后在3dB耦合器處發(fā)生干涉，干涉后輸出的脈沖信號經(jīng)過帶通濾波器從C端口輸出，后連續(xù)經(jīng)過五個(gè)基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)，又與五個(gè)從D端口輸入經(jīng)光環(huán)形器進(jìn)入非等比光纖耦合器分為兩路，一路順時(shí)針經(jīng)高非線性光纖、環(huán)內(nèi)偏振控制器傳播一周，另一路逆時(shí)針經(jīng)環(huán)內(nèi)偏振控制器、高非線性光纖傳播一周，各自傳播一周后在非等比光纖耦合器處發(fā)生干涉，干涉輸出信號從E端口輸出完成全光比較；其特征在于：所述五個(gè)基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)中全部采用非等比耦合器。

其中所述五個(gè)基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)中的高非線性光纖的非線性系數(shù)是一致的。

其中所述五個(gè)基于自相位調(diào)制的薩格奈克環(huán)中的高非線性光纖的長度是由輸入功率決定的，通過計(jì)算高非線性光纖的長度使輸入功率處于功率傳輸曲線第一個(gè)峰功率范圍的0~9/16。

上述本發(fā)明所提供的一種基于串行自相位調(diào)制效應(yīng)的全光比較器，與現(xiàn)有的全光比較器相比，其優(yōu)點(diǎn)與積極效果集中體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。