[发明专利]基于受激拉曼散射的波长转换器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其是涉及一种基于受激拉曼散射的波长转换器及方法。

背景技术

波分复用技术是高速宽带大容量光纤通信技术首选技术。在波分复用通信系统的光交叉连接节点中，当不同光纤中两个相同波长信号进入同一光纤中时，就产生了波长阻塞问题。由于系统各种因素限制，每根光纤可复用的波长数目有限，因此在光交叉节点处必然会出现这种情况。解决这一问题的有效方法就是采用波长转换技术，将其一个信号波长转换到其他波长，从而避免OXC中的波长阻塞。波长转换器件的另一个重要用途就是实现不同光网络之间的波长匹配，可以把不同厂商、不同时代生产的不同波长系列产品统一到同一波长标准上，实现网络间的通信。此外，通过波长转换器，可以增强网络重构、网络管理的灵活性、可靠性，配合波分开关可以实现波长路由等功能。

而可调谐全光波长转换器能实现多组不同波长之间的转换，它在全光网中主要有一下优势：（1）可以更有效的重复利用波长，进一步提高波长使用率。（2）可构成动态的波长路由，有利于传输速率的提高。（3）能够减少光网络节点放置波长转换器的数目，有利于降低系统成本。

目前实现波长转换主要有两大方法：

（1）光/电-电/光法，这种方法技术上比较成熟，工作稳定，已经在光纤通信系统中广泛应用，有成熟的商业产品。但其缺点是装置结构复杂，成本随速率和元件数增加，功耗高、可靠性差，这使它在多波长通道系统中的应用受到限制，而且不具备传输码型和速率的透明性，当系统需要升级时，必须更换设备。

（2）全光波长转换法，就是利用某些介质的非线性效应将输入的光信号直接转移到新的波长上，有利于系统升级、扩容。目前全光波长转换器件主要利用的物理效应有：半导体光放大器（SOA）中的交叉增益调制效应、交叉相位调制、四波混频，半导体激光器中的增益饱和效应，半导体材料、铌酸锂晶体、光纤等非线性材料的差频、四波混频效应。但其都存在实施过程复杂，成本较高，转换速度慢，待转换波长有限等缺点，并且网络节点需要对多个波长信道进行波长变换时，要同时设置多个波长转换器，成本大大增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、实现方便、自发噪声低、具有严格的传输透明性的基于受激拉曼散射的波长转换器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于受激拉曼散射的波长转换器，其特征在于：包括用于输出信号光的第一激光器和用于输出连续探测光的第二激光器，以及用于对经放大后的信号光与连续探测光进行耦合的合波器和用于滤出波长转换后的探测光的光滤波器，所述第一激光器上电连接有用于对第一激光器输出光的振幅和相位进行调制的调制器，所述第一激光器的输出端通过第一光纤连接有用于对第一激光器输出的信号光进行功率放大并形成泵浦信号光的掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器的输出端通过第一光纤与所述合波器的第一输入端连接，所述第二激光器的输出端通过第二光纤与所述合波器的第二输入端连接，所述合波器的输出端通过用于通过受激拉曼散射放大过程来进行波长转换的第三光纤与光滤波器连接，所述第二激光器的中心波长λ_i大于所述第一激光器的中心波长λ₁，所述光滤波器的中心波长等于所述第二激光器的中心波长λ_i。

上述的基于受激拉曼散射的波长转换器，其特征在于：所述第二激光器的中心波长λ_i与所述第一激光器的中心波长λ₁满足频移计算公式Δv=(1/λ₁)—(1/λ_i)，其中，Δv为频移量且Δv的取值范围为200cm^-1～500cm^-1。

上述的基于受激拉曼散射的波长转换器，其特征在于：所述第三光纤为高非线性光纤，所述高非线性光纤在1370nm～1700nm的波长范围内非线性系数范围为10W^-1km^-1～37W^-1km^-1，所述高非线性光纤在波长1550nｍ处的非线性系数为36.2W^-1km^-1，所述高非线性光纤在1370nm～1700nm的波长范围内色散值范围为0～0.6ps/（nm·km)，所述高非线性光纤在1370nm～1700nm的波长范围内色散斜率范围为-0.2～0.2。