[发明专利]含有耦合谐振腔的宽带光纤缓存器

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带光纤缓存器，尤其涉及一种含有耦合谐振腔的宽带光纤缓存器，适用于光纤通信系统和网络。

背景技术

目前，光传输系统和网络已进入商用阶段，然而，基于光分组交换的光网络还没有进入应用阶段，其原因是光缓存技术还不成熟。用光电光的方式进行处理和储存信息速度已达到电子带宽的物理极限，光交换网络的交换速率受到电子瓶颈的限制，于是研究光缓存技术一直是国际上的研究主题。目前，光缓存技术有两种趋势：第一，采用长的储存介质，如光纤，其长度可达1公里到几十公里。第二是使用慢光来降低群速度，即使用较短的传输介质，使光脉冲的群速度减慢，可使光脉冲在介质中停留较长时间。目前，这两种方法都有缺点，第一种方法的光纤太长，不利于集成，成本高，而且光脉冲的损耗大。第二种方法，介质虽短，  但带宽窄，且光脉冲在储存过程中要发生由于色散引起的畸变，使储存信息失真。因此，研究新型宽带无色散光纤缓存器，是光分组交换网络的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种含有耦合谐振腔的宽带光纤缓存器，具有带宽宽，储存介质短而且无信号畸变的优点。

为了实现这样的目的，在本发明的技术方案中，宽带光纤缓存器由输入光纤、输出光纤和耦合谐振腔光纤构成，在输入光纤和输出光纤之间有耦合谐振腔光纤，所述耦合谐振腔光纤由三种不同折射率的介质组成，三种不同介质间隔排列并在传播方向上呈周期性变化，其中折射率最高的介质周期最长。

WDM(波分复用)信号光依次经过输入光纤进入耦合谐振腔光纤，由于折射率较低的介质对信号脉冲起前向传播的作用，而折射率较高的介质由于在传播方向上周期性变化，对信号脉冲具有布拉格反射作用，两者共同作用的结果，使光脉冲信号群速度降低，但光脉冲具有较高的色散；而三者中折射率最高的介质由于在传播方向上也呈长周期性变化，可以对信号脉冲的频率带宽进行拓展，以及对宽带信号脉冲具有色散补偿作用，三者共同作用的结果，能使宽带信号脉冲群速度减慢和色散得到补偿，因此实现了宽带无色散的信号缓存。

本发明的宽带光纤缓存器的信号带宽和缓存时间取决于耦合谐振腔光纤的物理参数，如三种不同介质的折射率和周期。

本发明中，输入光纤和输出光纤的结构与物理参数与用于传输的单模光纤相同。耦合谐振腔光纤的三种介质的折射率取值在1.4-2.4范围，三种分别取低、中、高折射率的介质在传播方向上的周期分别为0.2-4.0，0.2-4.0，1.0-5000微米。

本发明所述的耦合谐振腔光纤可以为线性光纤，也可以为非线性光纤。

本发明的结构简单，实现容易，通过参数的适当选取，可以得到任意缓存时间的宽带光纤缓存器，可以推动WDM光纤通信系统和光分组交换网络的发展。

附图说明

图1为本发明的宽带光纤缓存器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

本发明的宽带光纤缓存器的结构如图1所示，宽带光纤缓存器由输入光纤，输出光纤和耦合谐振腔光纤构成。耦合谐振腔光纤由三种不同折射率的介质组成，图1中的n₁、n₂、n₃分别为耦合谐振腔光纤中三种介质的折射率，三种不同介质间隔排列并在传播方向上呈周期性变化，其中折射率最高(n₃)的介质周期最长。

WDM信号光依次经过输入光纤进入耦合谐振腔光纤，由于折射率较低的介质对信号脉冲起前向传播的作用，而折射率较高的介质由于在传播方向上周期性变化，对信号脉冲具有布拉格反射作用，两者共同作用的结果，使光脉冲信号群速度降低，但光脉冲具有很高的色散；而三者中折射率最高的介质由于在传播方向上也呈长周期变化，可以对信号脉冲的频率带宽进行拓展，以及对宽带信号脉冲具有色散补偿作用，三者共同作用的结果，能使宽带信号脉冲群速度的减慢和色散得到补偿，因此实现了宽带无色散的信号缓存。

本发明的宽带光纤缓存器的信号带宽和缓存时间取决于耦合谐振腔光纤的物理参数如三种不同介质的折射率和周期。

本发明的宽带光纤缓存器的输入和输出光纤的长度可在1-1000微米之间选择，光纤的结构与物理参数与用于传输的单模光纤相同。所述耦合谐振腔光纤的三种介质的折射率取值在1.4-2.4范围，三种分别取低、中、高折射率的介质在传播方向上的周期分别为0.2-4.0，0.2-4.0，1.0-5000微米。