[发明专利]一种光信号的传输方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种光信号的传输方法及装置。

背景技术

在光信号的传输领域中，全光波长转换技术是在光域上实现信息由一个波长向另一个波长或者多个波长的转换。常用的全光波长转换技术主要包括：交叉增益调制(XGM，Cross-gain modulation)，交叉相位调制(XPM，Cross-phasemodulation)，非线性光学环形腔(NOLM，Nonlinear optical loop mirror)，激光器增益饱和效应，四波混频(FWM，Four-wave mixing)，二阶非线性效应等。在这些方案中，基于周期极化反转铌酸锂(PPLN，Periodically Poled LiNbO₃Waveguide)光波导二阶非线性效应的波长转换技术以其独到的优势，如响应速度快，严格意义上的对信号光速率和调制形式完全透明，独特的多波长同时转换能力，转换过程噪声指数极低等，近年来受到越来越多国内外研究者的重视。

图1所示为现有技术一提供的光信号的传输装置的示意图。信号光经过第一光耦合器4进入装置内，经放大器3放大后通过偏振控制器5对其偏振态调整，然后进入PPLN光波导1中。光隔离器6保证光在环形腔中沿顺时针方向单向传输，第二耦合器7对光束进行耦合。泵浦光由包含PPLN光波导的环形腔激光器产生。由衰减器8和滤波器9组成的波长选择器2决定泵浦光的波长。激射产生的泵浦光在PPLN中实现和频效应，生成和频光。和频光与信号光再发生差频效应，生成转换闲频光。

现有技术一存在以下缺陷：该装置中的PPLN光波导是采用退火质子交换法制得的，只允许传输TM模式，所有的光必须经过偏振控制器转换为TM模式，输入信号光损失掉TE模式。因此，输出的转换闲频光与输入信号光偏振相关，系统的性能较低，转换效率不高。

图2所示为现有技术二提供的光信号的传输装置的示意图。此装置中的光波导2在前端面镀上一层对0.77μm波段高反射、对1.55μm波段高透射的薄膜，后端面镀上一层对0.77μm和1.55μm都高透射的薄膜。信号光通过环行器1输入进PPLN光波导2中，泵浦光以TM模式反向泵浦，信号光正交分解为TM模式和TE模式，正向传输过程中，信号光的TM模式和被前端面反射的泵浦光TM模式满足差频的准相位匹配条件，差频产生TM模式的波长转换闲频光。信号光、泵浦光和转换闲频光经过透镜3输出，经过四分之一波片4，只对1.55μm波段的光起作用，再经过反射镜5，此反射镜对0.77μm波段高透射、对1.55μm波段高反射，所以位于1.55μm波段的信号光和转换闲频光两次通过四分之一波片4，发生偏振态的90°的旋转，信号光的TM模式转换为TE模式，TE模式转换为TM模式。正向传输时产生的TM模式转换闲频光转换为TE模式，而在反向传输时，信号光的TM模式(原来是TE模式)和反向泵浦的泵浦光TM模式满足准相位匹配条件，差频产生TM模式的波长转换闲频光，同时拥有TM模式和TE模式的转换闲频光通过环行器输出，实现波长转换功能。

现有技术二存在以下缺陷：装置中采用的是透镜、波片和反射镜一系列的光学器件，空间光路的构建上比较困难，系统稳定性受外界环境的影响较大，实用性不强；装置需要外加泵浦光源的注入，增加了成本；装置中采用的是液相外延法制备的PPLN光波导，虽然可以同时传输TE，TM模式，但是液相外延法制备的光波导尺寸不大，转换效率受到一定的限制。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提出一种光信号的传输方法及装置，用于解决现有技术中的光路构建困难、系统稳定性差、转换效率不高的问题。

一方面，本发明实施例提供一种光信号的传输方法，所述方法包括：

将激射产生的泵浦光与接收的信号光进行正向复用生成正向复用光，对所述的正向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束；

将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束分解成泵浦光、TE模式信号光和TM模式转换闲频光；

将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式转换闲频光转换为TE模式转换闲频光；

将所述泵浦光、TM模式信号光和TE模式转换闲频光进行反向复用生成反向复用光，对所述的反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束；

将所述的TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束分解成泵浦光、TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。