[發明專利]一種利用特殊結構光子晶體光纖實現快光傳輸的方法

在審

• 申請號: 201710875044.2
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107783348A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 雷景麗;牛帥斌;侯尚林;王道斌;李曉曉
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/365;G02B6/02
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙)35219
• 代理人: 顧克帥,林祥翔

技術領域

本發明涉及一種光子晶體光纖快光傳輸方法，尤指利用特殊結構光子晶體光纖的快光傳輸方法。

背景技術

光在傳播時的群速度加快或者減慢的物理現象稱為快慢光。近幾十年來，隨著光信息處理和光通信等技術的發展，將光的群速度進行調控已經成為了光學領域研究的熱點。快慢光技術在光信息處理，光傳感，以及光通信等領域有著巨大的應用潛力。隨著光纖通信系統的發展，在光纖中控制光的群速度變得越來越重要。光纖中的可控快慢光技術由于其結構簡單，易于實現等特點，更是吸引了更多的關注和研究。光纖中的快慢光技術對于光緩存器件的發展以及全光通信網絡的實現具有重大的意義。

在光子晶體光纖(PCF)中基于受激布里淵散射(SBS)實現的快慢光調控技術，其結構簡單靈活，室溫可工作，可工作在任意波長，與現有通信系統易兼容。光子晶體光纖是一種截面具有周期性排列空氣孔的結構，能把光束集中在纖芯很小的區域，在SBS過程中增強聲光的相互耦合，可實現比普通單模光纖高的非線性，有較高的布里淵增益或吸收，且光子晶體光纖可以通過改變其結構來進行設計，提高其非線性，以便用較短的光子晶體光纖實現較大的時間延遲或提前，獲得快慢光。

目前，對快慢光現象的調控主要從色散介質材料和結構兩方面開展。材料方面，主要利用材料的吸收共振或增益共振頻率范圍內群折射率與頻率的劇烈變化來調控群速度的快慢，主要的方法有電磁誘導透明(EIT)，相干布居數振蕩 (CPO)等。結構方面，利用波導結構的空間調制使波導色散與頻率有劇烈變化以調控群速度，如光子晶體和光纖光柵。另外還有與材料和結構都有關的光的非線性來進行光速調控的，如受激散射、參量過程等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用特殊結構光子晶體光纖基于快光傳輸方法。

為達成上述目的，本發明一種基于摻雜的光子晶體光纖普工實現快光傳輸的方法，光子晶體光纖為四層空氣孔正六邊形排列，中心一個空氣孔缺失，空氣孔節距Λ＝2.3μm，占空比的值分別為0.6、0.7和0.8，；經過調制后的脈沖光經過摻餌光纖放大器(EDFA)進行放大，然后通過一個環形器和光纖光柵將自發輻射噪聲濾除，經光纖光柵濾波后由一個光纖耦合器(OC)第1輸出端輸出千分之一的信號作為參考光，剩余的光通過一個光纖環形器進入布里淵震蕩腔。并在PCF中發生受激布里淵散射SBS作用,產生的后向斯托克斯光在震蕩腔中傳輸。腔內的信號光比斯托克斯光高一個布里淵頻移，此時信號光滿足快光相位匹配條件，斯托克斯光將作為泵浦光傳輸,信號光將產生脈沖展寬。環形腔下方的光纖耦合器(OC)輸出10％的信號光和斯托克斯光,其中將第2輸出端輸出的信號光與第1輸出端輸出的信號光進行快光時間提前量、脈沖展寬對比，獲得相應快光傳輸。

采用了上述方案后，布里淵頻移隨著占空比的增大而減小，在保持泵浦功率為20mw和快光傳輸長度為10m的條件下，時間提前量隨著占空比的增大而增大，脈沖展寬因子與時間提前量變化趨勢相反；本發明根據特殊PCF結構對 SBS快光傳輸特性的影響，設計出相應的快光傳輸系統模型。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2為本發明光子晶體光纖PCT截面示意圖；

圖3為時間提前量、脈沖展寬因子隨占空比的變化關系；

圖4為泵浦光功率為20mw，泵浦波長為1550nm、脈寬為220ns的高斯信號脈沖信號光輸出波形隨著不同占空比的變化圖。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。