[发明专利]一种基于相移光纤光栅光纤环镜的全光采样器

说明书

技术领域

本发明属于光电子信息技术领域，具体涉及一种基于相移光纤光栅光纤环镜全光采样器。

背景技术

随着通信技术地高速发展，全光取样在光通信技术领域中具有越来越重要的作用。全光取样是模拟信号向数字信号变换的第一步，是数字通信与数字信号处理的基础。在电域中实现的采样，由于处理器处理速度的限制，对于超高速率的取样，将会遇到电子瓶颈。现有电域采样电脉冲存在较宽的脉冲宽度、较大时间抖动和较长的时间响应等缺点。

发明内容

针对现有电域采样电脉冲存在较宽的脉冲宽度、较大时间抖动和较长的时间响应等缺点，本发明提供了一种基于相移光纤光栅光纤环镜全光采样。

在光域中，全光采样的光脉冲比电脉冲具有更窄的脉冲宽度、极低时间抖动和超快的时间响应等优势。全光取样具有传统电域采样所不能比拟的优势，而成为了当今光电子信息研究中的热点。基于相移光纤光栅光纤环镜全光采样不仅在理论上具有极低时间抖动和超快的时间响应，而且还具有低噪声等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：

基于相移光纤光栅光纤环镜全光采样器，包括第一偏振控制器(1)、第一带通滤波器(2)、第一光隔离器(3)、四端口耦合器(4)、第一波分复用器(5)、第二偏振控制器(6)、第二波分复用器(7)、相移光纤光栅(8)、第二光隔离器(9)、第二带通滤波器(10)，输入的采样时钟信号源与第一偏振控制器(1)的第一端口(a1)连接，第一偏振控制器(1)的第二端口(a2)与第一带通滤波器(2)的第一个端口(b1)连接，第一带通滤波器(2)的第二个端口(b2)与第一光隔离器(3)的第一端口(c1)连接，第一光隔离器(3)的第二端口(c2)与四端口耦合器(4)的第一端口(d1)连接,四端口耦合器(4)的第二端口(d2)与第一波分复用器(5)第二端口(e2)相连，模拟信号从第一波分复用器(5)第一端口(e1)输入；

第一波分复用器(5)的第三端口(e3)通过高非线性光纤与第二偏振控制器(6)第一端口(f1)相连，第二偏振控制器(6)第二端口(f2)通过高非线性光纤与第二波分复用器(7)第一端口(g1)连接，模拟信号从第二波分复用器(7)第三端口(g3)输出；

第二波分复用器(7)第二端口(g2)与相移光纤光栅(8)的第一端口(h1)连接，相移光纤光栅(8)的第二端口(h2)与四端口耦合器(4)的第三端口(d3)相连，四端口耦合器(4)的第四端口(d4)与第二光隔离器(9)的第一端口(i1)相连，第二光隔离器(9)的第二端口(i2)与第二带通滤波器(10)的第一端口(j1)相连，取样离散信号从第二带通滤波器(10)的第二端口(j2)输出。

高非线性光纤用于产生交叉相位调制,使系统总色散趋于零，满足准相位匹配。

相移光纤光栅用于产生相位偏置。

偏振控制器作用在于模拟信号对离散时钟信号的交叉相位调制具有最大效率，最终实现利用时钟信号对模拟信号的采样。

优选的，所述第一波分复用器的为合波器。

优选的，所述第二波分复用器的为分波器。

优选的，采样时钟信号速率为20Gbit/s。

优选的，所述时钟信号脉冲源波长为1550nm。

优选的，所述模拟信号源波长为1310nm。

优选的，所述四端口耦合器交叉耦合系数0.3。

优选的，所述相移光纤光栅正向反向波相差为π/3。

本发明基于相移光纤光栅光纤环镜全光采样，由于相移光纤光栅提供π/3相移，能够改善光纤环镜的阈值功率，也使得采样信号的透射率随模拟信号功率的变化具有较好的线性关系，达到采样的目的。

本发明采用两个偏振控制器，能够较好地消除偏振效应的影响；通过调节偏振控制器的偏振方向，离散时钟序列能够得到最大化交叉相位调制效应，相移光纤光栅使得前后向波获得π/3相移，从而改变系统开关的阈值功率，在较小的模拟信号功率作用下，离散信号能获得与模拟信号功率成正比的输出。

本发明相移光纤光栅光纤环镜全光采样易于与光纤系统集成，其特别适于光通信系统的应用。

附图说明

图1为本发明相移光纤光栅光纤环镜全光采样器的结构示意图。

图2为透射系数与泵浦光功率之间的关系。

图3(a)为系统输入的模拟信号功率。

图3(b)为系统输入的采样时钟信号。

图3(c)为系统输出的采样后离散信号。

具体实施方式