[发明专利]一种级联和频与差频全光波长转换器及转换方法

权利要求书

1.一种级联和频与差频全光波长转换器，包括激光器、偏振控制器、光耦合器、掺铒光纤放大器、光隔离器、光环行器、PPLN光波导、法拉第90°旋转反射镜，其特征在于：

第一激光器（1）和第二激光器（2）均为可调谐外腔激光器，发出的第一泵浦光和第二泵浦光分别接入第一偏振控制器（3）和第二偏振控制器（4），第一偏振控制器（3）和第二偏振控制器（4）的输出接入第一光耦合器（7）耦合后、与经过偏振控制器（5）的任意偏振态的信号光一起接入第二光耦合器（8），第二光耦合器（8）的输出接入掺铒光纤放大器（9），掺铒光纤放大器（9）的输出经光隔离器（10）接入光环行器（11）第一端口，光环行器（11）第二端口输出的前向传输的光束经过PPLN光波导（12）后，光束被法拉第90°旋转反射镜（13）反射，后向传输的光束又进入PPLN光波导（12），产生的转换闲频光从光环行器（11）的第三端口输出为本波长转换器的输出；

所述第一泵浦光、第二泵浦光以及信号光均为C波段。

2.根据权利要求1所述的级联和频与差频全光波长转换器，其特征在于：

所述PPLN光波导（12）为PPLN脊波导，此PPLN脊波导的衬底为铌酸锂晶片，波导层为Z切周期极化的掺锌铌酸锂晶片，衬底和波导层直接键合，脊波导的横切面为垂直于Z轴的XOY平面；

分别经过第一偏振控制器（3）和第二偏振控制器（4）的第一、第二泵浦光接入线偏振光转换装置（6），再接入第一光耦合器（7）；线偏振光转换装置（8）把X方向偏振的TM模式的泵浦光转换为偏振方向与PPLN脊波导的横截面平行，并与垂直的X轴成角度θ的线偏振光。

3.根据权利要求2所述的级联和频与差频全光波长转换器，其特征在于：

所述线偏振光转换装置（6）包括第一法拉第盒（61）和第二法拉第盒（62），通过法拉第盒的线偏振光振动面转过的角度θ与法拉第盒的磁场的关系式为：

θ=VBL

式中B为法拉第盒内的磁感应强度，L为磁致旋光物质的长度，V为比例系数维尔德常量，

所述第一、第二泵浦光分别进入线偏振光转换装置的第一法拉第盒（61）和第二法拉第盒（62）。

4.根据权利要求3所述的级联和频与差频全光波长转换器，其特征在于：

所述第一偏振控制器（3）和第二偏振控制器（4）的输出各经保偏光纤接入第一光耦合器（7）。

5.根据权利要求4所述的级联和频与差频全光波长转换器，其特征在于：

所述光环行器（11）第三端口所接的光纤上接有第一光纤光栅（14）和第二光纤光栅（15），第一光纤光栅（14）和第二光纤光栅（15）的反射谱中心波长分别为第一泵浦光和第二泵浦光的波长。