[發明專利]一種利用半導體光放大器中慢光效應實現光緩存的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011292534.8
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112261516B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 覃翠;張健;趙靜;余輝龍;巍峘
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;G02F1/39;G02B6/26
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

1.一種利用半導體光放大器中慢光效應實現光緩存的裝置，其特征在于，包括第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器、半導體光放大器和光纖光柵；

所述第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器、半導體光放大器和光纖光柵組成光纖環；

所述第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器和半導體光放大器構成干涉器；

第二光耦合器、半導體光放大器和光纖光柵構成干涉器的上臂；

第一光耦合器的第一輸入端輸入信號光，第二輸入端連接第三光耦合器的第一輸出端，第一輸出端和第二輸出端分別連接第二光耦合器的第一輸入端和第三光耦合器的第一輸入端；

第二光耦合器的第二輸入端為控制光輸入端，輸出端依次通過半導體光放大器和光纖光柵與第三光耦合器的第二輸入端連接；

第三光耦合器的第二輸出端輸出信號光；

第一光耦合器中的第一輸入端、第二輸入端的功率分別為p₁和p₂，

信號光要么從第三光耦合器的第一輸入端輸入，要么在光纖環中緩存，所以同一時刻只有一個輸入端口有信號，第三光耦合器的第二輸出端、第一輸出端分別為：

p₃＝p_1，2cos²θ (3)

p₄＝p_1，2sin²θ (4)

P_1,2是輸入端1或輸入端2的光功率；

θ＝kz；k是光矢量、z是光耦合器的長度。

2.根據權利要求1所述的一種利用半導體光放大器中慢光效應實現光緩存的裝置，其特征在于，第三光耦合器的第一輸出端、第二輸出端的輸出光強表達式為：

其中，I₁和I₂分別是干涉器上、下臂的光強；

Δθ為通過干涉器上臂的信號光的相位變化。

3.根據權利要求1-2任一所述的一種利用半導體光放大器中慢光效應實現光緩存的裝置的實現光緩存的方法，其特征在于，包括：

第一光耦合器的第一輸入端輸入信號光；

通過選擇不同的kz，將輸入信號光按照不同的比值分配到第三光耦合器的第一輸出端和第二輸出端；

第二光耦合器將從第一光耦合器輸出的信號光和控制光耦合，然后進入半導體光放大器；

半導體光放大器通過控制光控制半導體光放大器中的載流子濃度，從而產生慢光效應，導致通過干涉器上臂的信號光的相位變化Δθ；

光纖光柵是將半導體光放大器輸出信號中的控制信號濾出，保留信號光，傳輸至第三光耦合器第二輸入端。

4.根據權利要求3所述的一種利用半導體光放大器中慢光效應實現光緩存的裝置的實現光緩存的方法，其特征在于，當第二光耦合器的第二輸入端沒有控制光時，信號光經過干涉器的上下兩臂后是等相位的，信號光在第三光耦合器的第二輸出端輸出，相當于信號光沒有緩存直接通過緩存器。

5.根據權利要求3所述的一種利用半導體光放大器中慢光效應實現光緩存的裝置的實現光緩存的方法，其特征在于，當第二光耦合器的第二輸入端有控制光時，信號光在上臂因為有慢光效應產生延時，使得經過上臂的光信號產生相位變化，在第三光耦合器的第一輸出端輸出，其信號光緩存到光纖環里,從而實現對光信號的緩存。

6.根據權利要求3所述的一種利用半導體光放大器中慢光效應實現光緩存的裝置的實現光緩存的方法，其特征在于，當需要讀出信號時,第二光耦合器的第二輸入端不輸入控制光信號，則信號光在第三光耦合器的第二輸出端輸出，被緩存的信號從光纖環中讀出。