[發明專利]基于石墨烯復合微納光纖的高轉換效率2μm波長轉換器

有效

• 申請號: 202110841015.0
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113625502B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 馬萬卓;杜磊;王天樞;李夢夢
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G02F2/00
• 分類號: G02F2/00;G02F1/35;H04B10/291
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

基于石墨烯復合微納光纖的高轉換效率波長轉換器，屬于光信息技術領域，為了解決現有全光波長轉換技術中低轉換效率的問題，該轉換器包括2μm可調光纖激光器、2μm半導體激光器、偏振控制器、第一耦合器、第二耦合器、摻鈥光纖放大器、第一偏振無關隔離器、偏振控制器、高非線性光纖、石墨烯復合微納光纖、第三耦合器和光譜儀；采用石墨烯復合微納光纖、高非線性光纖和與耦合器組成的環形結構用來進一步提高波長轉換效率，泵浦光和信號光可以實現最多9nm的波長調諧間隔，四波混頻效應對信號調制的透明性以及瞬時性，在實現波長的再利用和再分配、發揮寬帶資源，提高網絡系統容量、光開關、波長路由選擇、光交換方面中也有極為重要和廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種基于石墨烯復合微納光纖的高轉換效率波長轉換器，屬于光信息技術領域。

背景技術

微納光纖具有纖芯小，功耗低，且能量密度高等優勢，因此有望成為應用于光通信和光信息信號處理等器件設計和制備的光波導器件。另外隨著激光技術的快速發展和應用，以及新型二維材料優異的非線性光學效應，一些新型的二維材料已經被廣泛應用于全光調制、全光開關、波長轉換、光通信信號處理、非線性光學光譜檢測等生產生活的多個領域。

隨著以石墨烯為代表的二維材料和微納器件工藝的飛速發展，基于二維材料微結構非線性介質的波長轉換技術受到了大量關注。石墨烯是單層碳原子晶體，具有非常獨特的光學特性。其半金屬性的狄拉克錐能帶結構使得其具有寬帶的光學響應、可見和近紅外波段的均勻線性吸收、超快的載流子馳豫過程和高的非線性響應系數。其與微納光纖的復合時，微納光纖憑借其低傳輸損耗和強光場約束能力，為石墨烯在光學調制的應用上提供了良好的集成平臺。

2μm波段(2.05-2.2μm)避開了大氣中H₂O，CO₂，O₃等主要分子氣體吸收峰，處于大氣高透過窗口，并且近年來，2μm波段光纖激光器在雷達、遙感、醫學、自由空間光通信等領域有著廣泛的潛在應用。而全光波長轉換技術可以在光域直接對光信號進行處理，實現波長再利用，很好地避免了WDM系統阻塞率，有效地利用了帶寬資源，充分發揮光信號處理技術高速率、低功耗的優點，對于解決全光傳輸網中的波長爭用等問題、提高波長重用率和網絡配置的靈活性等均有重要作用。因此2μm的全光波長轉換技術在未來的全光通信網絡中有著不可替代的作用。