[发明专利]一种基于受激布里渊散射的快光可调谐装置

说明书

技术领域

本发明涉及光信号传输速度控制技术，并构建一种基于受激布里渊散射效应（SBS）的快光可调谐装置。

背景技术

光纤通信由于在大容量、长距离通信中有着其它通信方式无可比拟的优势，在近三十年得到了快速的发展。但是，目前的光纤通信系统中某些关键技术还是通过将光信号转化为电信号来实现，例如信息的存储、路由、开光等。传统的光电转换受转换极限速率限制已渐渐不能满足通信容量的发展需求，下一代通信系统发展的必然方向是全光通信。而全光通信的关键技术之一就是利用光学的手段来控制光速，实现光存储、光交换以及光路由。 

现有研究中有很多介质材料可以实现光延迟：一是通过半导体光放大器来实现光延迟（中国专利：201010120879），此技术手段易与其它半导体光电器件芯片集成，但是只能工作在特定波长范围；二是在光子晶体波导上慢光（中国专利：201010283337，201010251511），此类技术方案具有光子晶体慢光波导带宽大、可阵列集成等优势，但是一般加工工艺复杂，且与光纤的耦合也造成了系统的不稳定性。

在光纤中直接实现控制光速的技术能更好的融合在光通信网络中，其相关技术主要有如下几类：一是利用相干布居振荡（CPO）技术在掺铒光纤中产生快慢光（详见G. M. Gehring, et al., Science 312, 895 (2006)），通过改变掺铒光纤的泵浦功率来实现快慢光的调谐，但响应带宽只有kHz量级，无法满足40Gb/s甚至更高传输速率的高速光通信应用需求；二是利用受激拉曼散射（SRS）实现慢光（详见J. E. Sharping, et al., Opt. Express 13, 6092 (2005)），利用光纤拉曼放大器实现对飞秒脉冲的延迟，但是慢光的绝对延迟量只有100fs量级；三是基于光参量放大技术（OPA）实现慢光（详见D. Dahan, et al., Opt. Express 13, 6234 (2005)），通过强泵浦光与信号光的非线性相互作用实现光速减慢，同时可以进行波长转换且具有较大的响应带宽（~200nm），可以响应10Gb/s量级速率的光通信数据信号，慢光的绝对延迟量可以达到10ps量级；四是利用受激布里渊散射实现快慢光（详见Y. Okawachi, et al., Phys. Rev. Lett.94, 153902 (2005)），该技术通过泵浦光与信号光的布里渊非线性相互作用实现光速减慢或加快，可工作在任意波长，相对延迟量和提前量比较大，但是光学结构上较为复杂，一般只能通过调节泵浦光功率来实现延迟量或提前量的大小。

目前为止，研究工作大部分集中在对光速的减慢及其可调谐控制上，在光速的加速及其可调谐性能方面未能取得较大的进展。本发明将提出一种基于SBS的快光可调谐装置。

发明内容

为了克服在先技术的缺点，更好地满足全光通信对光存储、光交换以及光路由的要求，本发明提供一种基于受激布里渊散射的快光可调谐装置。

一种基于受激布里渊散射的快光可调谐装置，其包括：光脉冲光源模块、光放大器、光纤环形器、单模光纤、衰减可调谐模块、光纤耦合器、输出端口、布里渊激光监测端口、控制模块和光放大器控制模块;光脉冲光源模块的尾纤输出和光放大器的第一端口相连，光放大器与光放大器控制模块相连，光放大器的第二端口与光纤环形器的第一端口相连，光纤环形器的第二端口与单模光纤的第一端口相连，单模光纤的第二端口与衰减可调谐模块的第一端口相连，衰减可调谐模块与控制模块相连，衰减可调谐模块的第二端口与光纤耦合器的第一端口相连，光纤耦合器的第二端口与光纤环形器的第三端口相连，闭合形成一个逆时针方向的单向谐振环路；光纤耦合器的第三端口作为整个装置的输出端口，光纤耦合器的第四端口作为布里渊激光的监测端口；此装置可以实现任意波长的光信号传输速度的提高，且可利用多种方式实现光信号快光提前量的调谐。

进一步优化的，所述的光脉冲光源模块线宽小于1MHz。

进一步优化的，所述的衰减可调谐模块，用于调节谐振腔损耗，实现光信号传输速度的调谐。