[發明專利]一種基于切趾相移長周期光纖光柵的全光調制器

在審

• 申請號: 202011090191.7
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN114355630A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 寧提綱;渠琪;李晶;裴麗;鄭晶晶;王建帥;武蓓蕾
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G02B6/02
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 楊帥峰

本發明公開了一種基于切趾相移長周期光纖光柵的全光調制器，適用于光纖通信和光信號處理等領域。本發明公開的調制器由切趾相移長周期光纖光柵和光路傳輸線兩部分組成；具體構成為：信號源的(1)的輸出端通過光纖(2)接偏振控制器(3)的輸入端，偏振控制器(3)的輸出端接切趾相移光纖光柵(4)的輸入端，電極(6)置于光柵上方，光柵尾端通過一段單模光纖接入偏振控制器(5)的輸入端相連。當對電極施加電壓后，光柵中的模場分布發生改變，某波段的信號光從纖芯模耦合到包層模中，該波段的信號光幅值減小，從而實現光信號調制。該裝置能在多場景對光信號進行調制，具有消光比高、插入損耗小等優點。

技術領域

本發明涉及基于切趾相移長周期光纖光柵的全光調制器，屬于光纖通信領域和信號處理等領域。

技術背景

隨著我國經濟和科技的高速發展，信息傳遞需要更加安全高效的方式，光纖通信經過近半個世紀的發展，憑借其通信容量大、速度快、成本低，成為當今重要的傳輸方式之一，光纖通信正朝著全光網絡迅猛發展。光纖通信系統主要由光發射機、通信通道、光接收機組成，而光調制器是光接收機的重要組成部分，高速發展的光纖通信系統需要更高性能的光調制器，對光調制器在速率、體積、功耗、集成度等方面都提出了更高的要求，提高調制器的性能參數對于實現超大容量超高速率以及超長距離傳輸的光通信技術具有重要意義。

光調制器是高速、長距離光通信的關鍵器件，也是最重要的集成光學器件之一。光調制器按照其調制原理來講，可分為電光、熱光、聲光、全光等，其中電光調制器在損耗、功耗、速度、集成性等方面都優于其他類型的調制器，因此最具前景并成為研究熱點。

傳統的電光調制器常常存在著體積大、調制深度低等問題，同時許多傳統的調制方法常先將信號轉化至電域再進行調制，不可避免地使用到電阻電容等器件，而這一類器件會隨著使用時間的增長出現老化嚴重的問題，磨損和雨水腐蝕等因素使得調制效果變差，無法長時間工作，受環境溫度和濕度影響，其精確度難以保障。

中國專利CN104330905B公開的“基于二維光柵耦合的硅基QPSK光調制器”，利用了四個模式轉換器,用以二維光柵與單模波導之間的模式轉換和絕熱光傳輸，其結構過于復雜，同時其中的熱光相移器使得整個裝置存在熱穩定差的缺點，無法實現長時間的調制任務。中國專利CN105527730A公開的“一種光學相位調制器”利用了一種亞波長光柵的導模諧振效應來實現相位調制，但是其器件的消光比不具備優勢。

而切趾相移長周期光纖光柵價格低廉，其帶寬可調，同時光纖本身就能制作成調制器，這樣的器件在全光纖系統中非常適用，相比于集成光學領域，基于切趾相移長周期光纖光柵的全光纖結構的調制器會有更小的耦合損耗、插入損耗和消光比。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于切趾相移長周期光纖光柵的全光調制器。

本發明的基本原理在于：這種新型的調制器利用了切趾相移長周期光纖光柵結構的特殊性，當對切趾相移長周期光纖光柵施加電壓時，此時的切趾相移長周期光纖光柵會對經過其中的光信號在諧振波長處形成特定的損耗峰，其幅度實現調制，利用該光纖光柵的特性可以制作成全光調制器。

在信號光進入光纖光柵之前要經過一個偏振控制器來調節光的偏振狀態，從光纖光柵輸出后要再經過一個偏振控制器使得調制后的信號實現一定的相移再進入光接收模塊。

本發明有益的效果：基于切趾相移長周期光纖光柵的光調制器能夠精確方便地實現對光信號的調制，核心器件為光纖光柵，具有插入損耗小、易耦合、高消光比等優點。該器件可適用于光纖通信和光信號處理等領域。

附圖說明

圖1、基于切趾相移長周期光纖光柵的全光調制器結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。