[發明專利]一種具有二階耦合色散和有源非線性雙折射光纖耦合器的全光陡峭光開關

有效

• 申請號: 201910597961.8
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110221502B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 李齊良;鄧躍平;包小彬;吳婷;胡淼;周雪芳;曾然;唐向宏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/365
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開了一種具有二階耦合色散和有源非線性雙折射光纖耦合器的全光陡峭光開關，其特征在于，包括連續導體激光器(1)、起偏器(2)、光調制器(3)、光放大器(4)、偏振控制器(5)和非線性耦合器(6),所述連續導體激光器(1)、起偏器(2)、光調制器(3)、光放大器(4)、偏振控制器(5)依次連接，所述偏振控制器(5)和非線性耦合器(6)的第一端口連接；所述連續激光器(1)產生光載波以后，通過起偏器(2)產生偏振光，通過調制器(3)進行調制后產生脈沖序列，經過光放大器(4)進行放大后輸入到偏振控制器(5)，然后注入到非線性耦合器(6)中。

技術領域

本發明屬于光信息的技術領域，具體涉及一種具有二階耦合色散和有源非線性雙折射光纖耦合器的全光陡峭光開關。

背景技術

現代通信網絡是在光纖環路上連接開關和路由等電子器件所構成的電光網絡，因此容易受原有網絡中電子設備響應慢的影響，這種電光網絡所固有的“電子瓶頸”大大限制了網絡的吞吐量。為此，全光網絡應運而生。全光網絡AON All Optical Network)是指信號只是在進出網絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網絡中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在。全光網絡中信息的傳輸和交換全部使用光信號，不再需要中間的光——電和電——光轉換過程，由于全光網絡信息傳輸、交換、放大等無需經過光電、電光轉換，因此不受原有網絡中電子設備響應慢的影響，是下一代網絡的理想選擇。

其中的全光開關器件是實現全光網絡的基石，是實現全光交換的核心器件。非線性定向耦合器能在其波導耦合區域通過非線性的相互作用利用一個光波去控制和調節另一個光波，提供了全關開關的可能。

消光比，是指激光器在發射全“1”碼時的光功率P1與全“0”碼時發射的光功率P0之比。由于在數字光纖通信系統中，理論上光發射機在傳送數字信號過程中，發“0”碼時應無光功率輸出。但實際的光發射機由于光源器件本身的問題或是直流偏置選擇不當，致使發“0”碼時也有微弱的光輸出。這種情況將導致接收機靈敏度下降，影響信號傳輸設備的質量，不利于信號有效傳輸。

因此，需要對現有網絡傳輸進行研究，以實現全關開關盡可能提高其性能，保證全光網絡傳輸的有效實現。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種具有二階耦合色散和有源非線性雙折射光纖耦合器的全光陡峭光開關，相比普通的非二階耦合色散和非線性雙折射的光開關，具有更好的開關的陡峭性，和閾值功率，以及更大的消光比。

本發明采取以下技術方案：

一種具有二階耦合色散和有源非線性雙折射光纖耦合器的全光陡峭光開關，包括半導體激光器、起偏器、光調制器、光放大器、偏振控制器和非線性耦合器,所述半導體激光器、起偏器、光調制器、光放大器、偏振控制器依次連接，所述偏振控制器和非線性耦合器的第一端口連接；所述半導體激光器產生光載波以后，通過起偏器產生偏振光，通過調制器進行調制后產生脈沖序列，經過光放大器進行放大后輸入到偏振控制器，然后注入到非線性耦合器中。

進一步的，本發明的全光陡峭光開關還包括第一光濾波器和第二光濾波器，所述第一光濾波器、第二光濾波器分別與非線性耦合器的第三端口、第四端口連接。

進一步的，本發明的全光陡峭光開關還包括第一檢偏器和第二檢偏器，所述第一光濾波器、第二光濾波器分別與所述第一檢偏器、第二檢偏器連接。

進一步的，所述的全光陡峭光開關中，半導體激光器產生平均的功率為10mW。

進一步的，所述的全光陡峭光開關中，光放大器的增益為30dB。

進一步的，所述的全光陡峭光開關中，所述非線性耦合器為有源摻雜光纖耦合器，摻雜光纖的非線性折射率系數為3×10^-15m²/W。

進一步的，所述的全光陡峭光開關中，非線性耦合器的線性耦合系數為1.57cm^-1。