[發明專利]一種1.55μm波段至2μm波段的波長轉換器

有效

• 申請號: 201711013472.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107728403B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 黃田野;伍旭;黃攀
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/365;G02F1/355;G02B6/02
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 付春霞

一種1.55μm波段至2μm波段的波長轉換器，包含第一波分復用器、用于實現群速度匹配的碲酸鹽光子晶體光纖、第二波分復用器以及耦合器，第一波分復用器具有用于接入輸入至所述波長轉換器的1.55μm波段的脈沖光的輸入端口，第二波分復用器具有用于輸出1.55μm波段脈沖光的輸出端口，耦合器具有用于接入2μm波段連續光的輸入端口、用于輸出1.55μm波段脈沖光作為波長轉換器的輸出的輸出端口，碲酸鹽光子晶體光纖連接在第一輸入輸出端與第三輸入輸出端口之間，第二輸入輸出端連接第五輸入輸出端，第四輸入輸出端口連接第六輸入輸出端。本波長轉換器在交叉相位調制中，群速度匹配和高非線性克服了兩波長之間的走離效應，保證了交叉相位調制的高效性。

技術領域

本發明涉及光纖領域，更具體地說，涉及1.55μm波段至2μm波段的波長轉換器。

背景技術

隨著通信技術的發展和人們對信息交互的強烈需求，全光通信網絡技術無可厚非地成為全球通信的主力。光通信網絡的迅猛發展使其容量在過去幾十年中呈指數級增長，在技術上有許多突破，包括低損耗單模傳輸光纖、摻鉺光纖放大器、波分復用等。對于長距離和大容量傳輸，大多數工作已經在C波段通信窗口(1530nm～1565nm)進行，其中光纖傳輸損耗最小，并且可以獲得低噪聲放大，高級調制格式信令允許在該有限帶寬內有效增加容量。然而，容量傳輸的帶寬距離積最終受光纖非線性限制。由于互聯網流量呈指數級增長，今天的電信網絡正在迅速推向其容量限制，引發了對潛在未來“容量緊縮”的擔憂。所以現有的1.55μm波段(1530～1565nm)的光纖通信系統已經逼近傳輸容量的極限了，而解決此問題的有效手段之一是開辟新的光傳輸波段。隨著2μm波段相關技術的飛速發展以及摻銩光纖放大器(TDFA)提供的巨大增益帶寬(1.8μm～2.1μm)，2μm波段已經具備成為下一個光纖傳輸窗口的巨大潛力。2um波段(1.8μm～2.3μm)光由于對二氧化碳、水等分子吸收峰很高，屬于人眼安全波段，在各領域都有廣泛的應用，如人眼安全的激光雷達、激光手術刀、材料加工整形、光纖傳感器等。

碲酸鹽玻璃具有高折射率、高非線性折射率系數、高稀土摻雜濃度、高膨脹系數、低聲子能、低熔點、穩定性好、抗腐蝕和特有的磁光性質等優點，積極應用于激光器、非線性器件等中。

在全光網絡的波分復用系統中，波長轉換技術是關鍵技術之一，也是解決光傳輸波段容量限制的有效手段之一，波長轉換就是將一個波長所載的信息轉載到另一個波長上面進行傳輸。而基于交叉相位調制的波長轉換技術同時也可用于強度調制產生鎖模。現有技術采用色散位移光纖來實現基于交叉相位調制的波長轉換，然而現有的色散平坦位移光纖主要在1.55μm波段實現近零色散平坦，且在1.55μm波段是按間隔取值的，所以可用的波長數是非常有限的；在交叉相位調制中，由于走離效應，現有技術利用色散位移光纖還不能將1.55μm波段擴展到2μm波段。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述現有技術中1.55μm波段與2μm波段跨波段群速度匹配波長可控的技術問題及基于交叉相位調制的大跨度波長轉換中交叉相位調制不充分和走離效應干擾的技術缺陷，提供了一種1.55μm波段至2μm波段的波長轉換器。

本發明為解決其技術問題，提供了一種1.55μm波段至2μm波段的波長轉換器，包含第一波分復用器、用于實現群速度匹配的碲酸鹽光子晶體光纖、第二波分復用器以及耦合器；第一波分復用器具有第一輸入輸出端、第二輸入輸出端以及用于接入輸入至所述波長轉換器的1.55μm波段的脈沖光的輸入端口，第二波分復用器具有第三輸入輸出端口、第四輸入輸出端口以及用于輸出1.55μm波段脈沖光的輸出端口，耦合器具有用于接入2μm波段連續光的輸入端口、用于輸出1.55μm波段脈沖光作為所述波長轉換器的輸出的輸出端口、第五輸入輸出端以及第六輸入輸出端，碲酸鹽光子晶體光纖連接在第一輸入輸出端與第三輸入輸出端口之間，第二輸入輸出端連接第五輸入輸出端，第四輸入輸出端口連接第六輸入輸出端。

在本發明的波長轉換器中，波長轉換器的各部分的結構以及連接關系還被下述信號的流向所限定：