[发明专利]一种适应不同波长、高编码效率的光编解码器制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超结构光纤光栅相位编解码器的制作方法，它可以针对不同的波长通道设计高编码效率的光码分多址编解码器，制作不同波长通道编解码器仅需一块均匀相位掩模板和微米精度的位移台，具有较强的实用价值。

背景技术

编码器设计与制作是OCDMA通信系统的关键。传统的相移光栅的制作采用的是连续相位写入技术[1-2]，这种技术通过精确的控制光束照射时间和位置，使得相邻码片间折射率调制出现π相移。光纤光栅的周期一般在530nm附近，因此如果要准确控制相邻码片间的相位变化必须使用纳米级测量与控制工艺，这包括10nm精度的长程位移台和亚纳米精度干涉测量仪，国际上也只有英国的南安普顿大学和日本的OKI公司拥有该工艺，国内现有制作工艺还无法达到纳米级精度要求。因此，必须依托现有设备，对编码器设计与制作技术进行创新，利用较低精度的工艺制作出性能符合要求的编码器。

均匀采样的布拉格光栅可以看作是无穷个具有等布拉格波长间隔的光栅的叠加，它的反射谱具有多峰结构，其中每一个反射峰对应于采样光栅的一级鬼栅。国内清华大学提出的等效相移(EPS)技术是在采样光栅的基础上通过改变某个位置的采样周期，使得各级鬼栅上形成相移[3-6]。不同于直接相移技术，等效相移技术将折射率调制相位的变化转换为光栅的采样周期变化，而采样周期的变化在数百微米，因此等效相移技术制作的编码器的精度只是由位移台精度决定，为亚微米精度，相比于纳米级精度的直接相移技术制作工艺精度下降了几个数量级，使得仅利用一块相位掩模板和亚微米精度的位移台就可以制作出时域相位编解码器。

本发明的应用背景是：波分复用器件和设备被广泛应用于骨干、城域和接入光网络，与WDM相结合成为OCDMA技术在接入网和城域网应用中的必然趋势。采用南安普敦大学提出的直接相移技术制作不同波长通道的编解码器需要不同周期的相位掩模板，而用于制作光纤光栅的相位掩模板是整套设备中比较昂贵的器件，如此针对C波段的几十个WDM波长信道进行编解码就需要几十个相位掩模板，成本极高。采用清华大学提出的等效相移技术可以用一块相位掩模板制作不同中心波长的编解码器，但是编码效率过低、且具有严重的不一致性。

参考文献：

[1]Tao Pu，YuQuang Li，Shuwen Yang，Research of Algebra Congruent Codes Used in2D OCDMA System[J].IEEEJ-LT，2003，21(11)：2557-2564.

[2]J.H.Lee，P.C.Teh，P.Petropoulos，M.Ibsen and D.J.Richardson，High performance，64-chip，160Gchip/s fiber grating based OCDMA receiver incorporating a nonlinearoptical loop mirror[C]，Proceding of OFC2001，ThH4-1

[3]Xu Wang，etc，10-user truly-asynchronous OCDMA experiment with 511-chipSSFBG en/decoder and SC-based optical thresholder[C].OFC 2005，Vol.5，Pp.3.

[4]P.C.Teh，M.Iben，J.H.Lee and etc.，Demonstration of a four-channelWDM/OCDMA system Using 255-chip 320-Gchip/s quarternary phase coding gratings.IEEE Photon.Technol.Lett.，2002，14(2)：227～229.

[5]Yitang Dai，Xiangfei Chen，Dianjie Jiang，and etc.，Equivalent Phase Shift in aFiber Bragg Grating Achieved by Changing the Sampling Period，IEEE Photon.Technol.Lett.，2004，16(10)：2284～2286