[發(fā)明專利]一種測量光纖色散的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710474217.X
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107135034B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪毅;邵捷;周朝彪
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發(fā)明公開了一種測量光纖色散的系統(tǒng)及方法，包括：通過連續(xù)激光器發(fā)射激光；利用激光引起的自發(fā)四波混頻非線性效應(yīng)產(chǎn)生寬譜的非簡并的時間能量糾纏光子對；通過帶通濾波器對寬譜的非簡并的時間能量糾纏光子對和殘留的激光進行濾波，得到波長位于帶通區(qū)間的非簡并的時間能量糾纏光子對；從通過色散補償光纖后的波長位于帶通區(qū)間的非簡并的時間能量糾纏光子對中選出至少一對具有時間能量糾纏特性的光子；記錄每對具有時間能量糾纏特性的光子到達雙通道單光子探測器的時間差，每對具有時間能量糾纏特性的光子到達雙通道單光子探測器的時間差用于確定色散補償光纖在各波長點的色散系數(shù)。本發(fā)明通過低成本的連續(xù)激光器可降低光纖色散測量成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光波導(dǎo)色散測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種測量光纖色散的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在高速光傳輸系統(tǒng)中，光纖色散是影響傳輸性能的重要參數(shù)之一。因為色散的存在，不同波長的光在光纖中的傳輸速率是不一樣的。而在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌⑹遣粏紊ǎ虼嗣}沖將會被展寬，進一步導(dǎo)致相鄰碼型之間出現(xiàn)串?dāng)_，從而影響通信質(zhì)量。因此在光傳輸系統(tǒng)中需要利用色散補償器件對傳輸光纖的色散進行補償，然后色散補償?shù)那疤崾切枰獙Υa償光纖以及色散補償器件的色散系數(shù)進行測量。

目前色散測量的方法主要有時延法、相移法以及干涉法等。這幾類方法各有缺點，時延法需要成本較高的脈沖激光器，且測量精度不高。相移法所需光源要求具有高調(diào)節(jié)精度，從而使整體裝置成本很高。干涉法在兩束光的相干過程中容易引入誤差，造成測量值的偏差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有色散測量方法需要使用脈沖激光器成本較高且測量精度不高的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種測量光纖色散的系統(tǒng)，包括：連續(xù)激光器、硅納米線波導(dǎo)、帶阻濾波器、波分復(fù)用器、雙通道單光子探測器以及時間相關(guān)單光子計數(shù)器；所述連續(xù)激光器用于發(fā)射激光；所述硅納米線波導(dǎo)用于在激光泵浦下產(chǎn)生自發(fā)四波混頻非線性效應(yīng)，進而產(chǎn)生寬譜的非簡并的時間能量糾纏光子對；所述帶阻濾波器用于對所產(chǎn)生的寬譜的非簡并的時間能量糾纏光子對和殘留的激光進行濾波，得到波長位于其帶通區(qū)間的非簡并的時間能量糾纏光子對，所述殘留的激光為所述四波混頻非線性效應(yīng)未消耗的激光；所述波分復(fù)用器用于從通過色散補償光纖后的非簡并的時間能量糾纏光子對中選出至少一對具有時間能量糾纏特性的光子；所述雙通道單光子探測器用于接入所述至少一對具有時間能量糾纏特性的光子，每對具有時間能量糾纏特性的光子達到所述雙通道單光子探測器的時間差不同；所述時間相關(guān)單光子計數(shù)器用于記錄每對具有時間能量糾纏特性的光子到達所述雙通道單光子探測器的時間差，所述每對具有時間能量糾纏特性的光子到達所述雙通道單光子探測器的時間差用于與每對具有時間能量糾纏特性的光子對應(yīng)的波長共同確定所述色散補償光纖在各波長點的色散系數(shù)，所述每對具有時間能量糾纏特性的光子對應(yīng)的波長根據(jù)所述激光的波以及用于選擇該對光子所用的波分復(fù)用器的通道長確定。

本發(fā)明通過利用成本較低的連續(xù)激光器作為激光光源，并利用激光光源引起的自發(fā)四波混頻非線性效應(yīng)產(chǎn)生寬譜的非簡并的時間能量糾纏光子對，取代現(xiàn)有脈沖激光器等成本昂貴的激光源，對激光光源的要求較低，操作方便。同時本發(fā)明通過多對具有時間能量糾纏特性的光子確定色散補償光纖在各波長點的色散系數(shù)，可以保證測量精度。

可選地，測量光纖色散的系統(tǒng)還包括：摻餌光纖放大器和帶通濾波器；所述摻餌光纖放大器用于對所述連續(xù)激光器發(fā)射激光的功率進行放大；所述帶通濾波器用于過濾掉所述功率放大后的激光的邊帶噪聲，并將過濾掉邊帶噪聲的激光輸出，所述用于產(chǎn)生寬譜的非簡并的時間能量糾纏光子對的激光為所述帶通濾波器輸出的激光。

可選地，測量光纖色散的系統(tǒng)還包括：偏振控制器；所述偏振控制器用于調(diào)節(jié)所述帶通濾波器輸出的激光的偏振態(tài)，以便獲得所述激光與硅納米線波導(dǎo)之間的最佳耦合效率。

可選地，所述帶阻濾波器的帶通區(qū)對應(yīng)的波長區(qū)間不包括所述激光的波長。