[實用新型]全光波長轉換器

有效

• 申請號: 201720299492.8
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN206618934U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 高明義;錢佳沁;陳偉
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/365;G02F2/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 李陽

技術領域

本實用新型涉及一種波長轉換裝置，尤其涉及一種基于高非線性光纖的高效全光波長轉換器。

背景技術

在解決不斷上升的網絡容量的問題中，如何有效利用頻譜資源變得十分重要。除了運用具有高頻譜效率的高級調制格式外，頻譜整合也是提高頻譜利用率的一項重要技術。在傳輸層中，頻譜整合技術主要體現在網絡算法與波長轉換兩個方面。波長轉換技術能夠重新分配波長分布并增強頻譜的靈活性與利用率。相比于傳統光電/電光波長轉換器而言，全光波長轉換器具有許多優點，例如：較低的能量損耗、打破電子器件速度瓶頸的響應速度以及對調制格式信號速率的透明性等等。目前基于不同非線性介質的全光波長轉換器已經展開了許多研究，例如有基于半導體光放大器、高非線性光纖(HNLF)、硅波導等等。基于HNLF的全光波長轉換方案因克爾效應的超快響應速度能夠處理超高速的信號，并且在整個過程中具有低損耗以及對色散的可控性的特點，使得其在眾多全光波長轉換方案中脫穎而出。

轉換效率(conversion efficiency，CE)與轉換帶寬是衡量一個波長轉換器好壞的兩個標準。在基于HNLF的波長轉換器中，轉換效率主要是由非線性相移γPL所決定(定義為泵浦功率P_P、非線性系數γ、光纖長度L，三者的乘積)，γPL越大，轉換效率就越高。但無法通過無限增大泵浦功率來提高轉換效率，這是由于輸入到HNLF中的泵浦功率會受到受激布里淵閾值(SBS threshold)的限制。目前已經展開了許多的研究工作用以提高SBS閾值，運用最多的就是“抖動”方法。這種方法通過“抖動”泵浦光，使其功率分布在一個較小頻譜范圍內，從而在保持泵浦總功率不變的前提下有效地降低了泵浦的峰值功率。但與此同時，該方法將會在轉換信號中引入抖動噪聲，產生失真。

有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的基于高非線性光纖的高效全光波長轉換器，使其更具有產業上的利用價值。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種無需提高SBS閾值、無需抖動泵浦光，僅通過光纖就能夠實現高轉換效率的全光波長轉換器。

本實用新型的全光波長轉換器，包括通過光纖連接的發送端和接收端，其中

-所述發送端將信號光與泵浦光耦合后輸入所述光纖；

-所述光纖包括級聯的摻鋁光纖和摻鍺光纖，其接收并引導由所述發送端輸出的所述信號光與泵浦光，并利用所述光纖在引導所述信號光與泵浦光時產生的非線性光學現象來產生轉換光；

-所述接收端接收所述光纖輸出的轉換光。

進一步的，所述摻鋁光纖與摻鍺光纖的長度比為3:2。

進一步的，所述發送端將所述信號光與泵浦光以3：7的比例耦合后輸入所述光纖。

進一步的，所述泵浦光的輸入功率為所述摻鋁光纖的SBS閾值。

進一步的，所述發送端包括信號光源與泵浦光源，所述信號光源與泵浦光源均包括依次連接的可調激光光源、放大器、光帶通濾波器和偏振控制器。

進一步的，所述放大器為摻鉺光纖放大器。

進一步的，所述發送端與所述光纖之間還連接有光隔離器。

進一步的，所述光纖與所述接收端之間還連接有光帶通濾波器。

進一步的，所述接收端為測試所述轉換光信號誤碼率和星座圖的相干接收器。

進一步的，在所述光帶通濾波器與所述接收端之間還可依次連接可調衰減器和半導體光放大器。

借由上述方案，本實用新型至少具有以下優點：

1、利用兩段不同高非線性光纖級聯在一起實現高轉換效率的全光波長轉換器方案，其具有-8dB(理論上具有-3.1dB)的轉換效率以及良好的轉換信號性能；

2、利用摻鋁光纖與摻鍺光纖級聯，有效增大非線性相移從而實現轉換效率的提高，其中摻鋁光纖是用來提高SBS閾值，在第二段中使用的是摻鍺光纖，它具有較小的色散斜率與衰減，用以彌補光纖的損耗并提高非線性相移；

3、在10^-5級數誤碼率時的功率損耗能夠達到小于0.5dB的水平。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是基于四波混頻的波長轉換仿真圖；

圖2是不同泵浦功率下的轉換效率圖；

圖3是不同入射波長處轉換效率的計算結果曲線；