[發明專利]基于單微環諧振器光開關的全光D觸發器

有效

• 申請號: 201910941454.1
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110784194B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 韓丙辰;李鵬飛;馬會芳
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: H03K3/42
• 分類號: H03K3/42;G02B6/42
• 代理公司: 太原榮信德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14119
• 代理人: 楊凱

本發明屬于全光D觸發器技術領域，具體涉及一種基于單微環諧振器光開關的全光D觸發器，包括信號發生器、連續波激光器、調制器、時鐘脈沖CLK、單微環諧振器、耦合器、摻鉺光纖放大器、光示波器，所述信號發生器和連續波激光器連接在調制器上，所述調制器通過單微環諧振器連接有耦合器，所述單微環諧振器上連接有時鐘脈沖CLK，所述耦合器分別連接有摻鉺光纖放大器和光示波器，所述摻鉺光纖放大器連接在單微環諧振器上。本發明僅在加載時鐘信號時狀態才會發生改變，輸出信號消光比大于10dB，有效解決了全光觸發器電脈沖電路切換時間長的問題。本發明用于全光D觸發器的切換。

技術領域

本發明屬于全光D觸發器技術領域，具體涉及一種基于單微環諧振器光開關的全光D觸發器。

背景技術

光學存儲設備是未來超高比特率光纖通信系統中必不可少的元素。在光分組交換網絡中，光學存儲元件保存光學處理器的結果并給光學開關提供控制信號。但是為了避免數據沖突，光學存儲元件甚至需要緩沖整個數據包。在理想情況下，數據應該全光地進行存儲，與光纖帶寬兼容。脈沖模式存儲已在各種光纖環路設備中得到應用。這些設備配置再生回路或鎖模光纖環激光器，通過各種脈沖控制技術提供比特模式的定時穩定性。上述脈沖控制技術大多基于電光調制，其比特率小于100Gb/s。

全光順序信號處理中，設備的數字輸出不僅取決于輸入信號還取決于對前一時刻信號的狀態。由于在所有光分組交換機中出現，這個過程已被廣泛研究。光分組交換機中，交換、數據格式轉換、光信號的記憶、路由、數據包的緩沖和轉發以及計數、時鐘分割等核心功能直接在光域中進行。與電光電轉換不同，這種產生一個少于10ps脈沖信號的過程可以實現大于40Gbits/s的高速重復全光順序信號處理，既提高了光子集成電路和平面光波電路的工作能力，又顯著降低了數字光網絡設備的成本。

全光觸發器目前采用的方案有，基于耦合半導體光放大器、光纖環形激光器觸發器、激光二極管、太赫茲光學非對稱解復用器、極化編碼觸發器、Mach-Zehnder干涉儀、單個耦合半導體光放大器輔助對稱Mach-Zehnder干涉儀以及微環諧振器。但是，大多數都是雙穩態光學設備，沒有任何時鐘信號的狀態能隨設置狀態或復位輸入信號的狀態而立即發送變化。盡管如此，在光學數字系統中采用時鐘觸發器對于時間同步操作至關重要，體積小，功耗低，硅芯片上的全光觸發器存儲器已經出現，但其電脈沖電路切換時間非常長?；诖?，實現基于單微環諧振器光開關的全光D觸發器確有必要。

發明內容

針對上述技術問題，提供了一種一種基于單微環諧振器光開關的全光D觸發器，解決了全光觸發器電脈沖電路切換時間長的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

基于單微環諧振器光開關的全光D觸發器，包括信號發生器、連續波激光器、調制器、時鐘脈沖CLK、單微環諧振器、耦合器、摻鉺光纖放大器、光示波器，所述信號發生器和連續波激光器連接在調制器上，所述調制器通過單微環諧振器連接有耦合器，所述單微環諧振器上連接有時鐘脈沖CLK，所述耦合器分別連接有摻鉺光纖放大器和光示波器，所述摻鉺光纖放大器連接在單微環諧振器上。

所述信號發生器頻率帶寬為0-10GHz，輸出功率為10-20dBm。

所述調制器頻率帶寬為0-10GHz。

所述時鐘脈沖CLK是波長為532nm綠色激光的脈沖光束。

所述單微環諧振器的微環半徑為20μm，厚度為250nm，橫截面為450×250nm²。

所述耦合器是90:10的耦合器。

所述摻鉺光纖放大器（7）的輸出功率為0.5-2W、波長范圍為1545-1565nm。

基于單微環諧振器光開關的全光D觸發器的控制方法，包括下列步驟：