[实用新型]一种非归零码到归零码全光码型转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及非线性光学混频技术领域和全光信号处理技术领域，具体涉及一种非归零码到归零码全光码型转换装置，该装置基于周期极化反转铌酸锂(PPLN)或者周期域反转铝镓砷(AlGaAs)无源光波导级联倍频和差频(SHG+DFG)二阶非线性效应，采用马赫-曾德尔干涉仪结构，实现非归零码到归零码可调谐全光码型转换。

背景技术

全光码型转换作为全光信号处理技术的一个重要组成部分是实现未来高速光通信网络的一项关键技术，而其中非归零码到归零码的转换又是最为基础和重要的，因而近年来正在受到国内外研究学者越来越多的关注。

目前用于实现非归零码到归零码全光码型转换的方案有很多，主要包括：非线性光学环形镜，垂直腔表面发射激光器，半导体光放大器，双波长注入锁定等等。已有的这些码型转换方案大致上可以概括为基于交叉相位调制效应的相干环腔结构、激光器以及有源半导体材料等，在技术上已经比较成熟而且也取得了较好的转换效果。例如：1994年S.Bigo等人在文章“Bit-rate enhancement through optical NRZ-to-RZ conversion and passivetime-division multiplexing for soliton transmission systems,”in Electron.Lett.，vol.30，no.12，1994，pp.984-985中，利用基于交叉相位调制效应的非线性光学环形镜结构，实验报道了2.5Gbit/s非归零码到归零码的转换，并通过光时分复用将速率提高到10Gbit/s；2002年C.W Chow等人在文章“All-opticalNRZ to RZ format and wavelength converter by dual-wavelength injectionlocking,”in Opt.Commun.，vol.209，no.4-6，2002，pp.329-334中，利用双波长注入锁定技术实验报道了3.3Gbit/s非归零码到归零码的转换。尽管如此，这些方案仍然存在一些不足之处，比如响应速度不快以及不可避免的有源介质带来的自发辐射噪声影响等等，这些大大限制了其在高速光通信系统中的应用。为了适应未来高速光通信网络对于高速全光信号处理的要求，就迫切需要研究和寻找能够应用于40Gbit/s及以上速率的高速全光码型转换技术和转换装置，这对于加快和推动全光网络的发展具有重要的意义。

铌酸锂和铝镓砷等非线性光波导由于其非线性响应时间极短(fs量级)，而且作为无源光波导具有无自发辐射噪声积累的优点，因而在高速全光信号处理方面具有巨大的潜在优势。不过，目前对两者的研究主要还集中在利用周期极化反转铌酸锂(PPLN)或者周期域反转铝镓砷(AlGaAs)光波导的级联二级非线性效应实现全光波长转换，对于将PPLN和AlGaAs光波导应用于全光码型转换中还没有相关的研究报道。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种非归零码到归零码全光码型转换装置，该装置实现的全光码型转换灵活性好，响应速度快，可以工作在40Gbit/s的高速情况下，而且转换过程不受自发辐射噪声的影响，具有结构简单，容易实现，以及可扩展性好等特点。

本实用新型提供的一种非归零码到归零码全光码型转换装置，其特征在于：该装置包括第一至第四光耦合器、第一、第二可调谐延时线、可调光衰减器、偏振控制器、非线性光波导和第一、第二可调谐滤波器，其中，非线性光波导为PPLN光波导或AlGaAs光波导；

第一光耦合器设有四个端口，其中第一端口与第四端口呈对角位置，第二端口与第三端口呈对角位置，且第一端口和第二端口位于同一侧，第三端口和第四端口位于同一侧；第二光耦合器设有四个端口，其中，第一端口与第四端口呈对角位置，第二端口与第三端口呈对角位置，且第一端口和第二端口位于同一侧，第三端口和第四端口位于同一侧；第一光耦合器的第三端口依次与第一可调谐延时线和可调光衰减器相连后与第二光耦合器的第一端口连接，构成马赫-曾德尔干涉仪的上臂；第一光耦合器的第四端口依次经过第三光耦合器、偏振控制器、非线性光波导与第二光耦合器的第二端口相连，构成马赫-曾德尔干涉仪的下臂；