[发明专利]一种基于非线性效应的码型变换方法及码型变换器

说明书

本发明的实施例提供一种基于非线性效应的码型变换方法及码型变换器，涉及光电通信领域，利用硅波导或硅纳米线的交叉相位调制实现幅度调制码OOK到相位调制码PSK的转换，码型变换器包括：所述泵浦光发生装置和所述N组第一信号光发生装置分别与所述N+1个偏振控制器一一对应相连；所述N+1个偏振控制器均与所述第一耦合器相连；所述第一耦合器与所述第一非线性光波导相连，所述第一非线性光波导与所述滤波器相连。

技术领域

本发明涉及光电通信领域，尤其涉及一种基于非线性效应的码型变换方法及码型变换器。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，其传统电互连的带宽提升有限，且功耗大，新型的光互连技术在很大程度上可以解决这一难题。采用光互连后，系统从处理器或者内存出来低速的电信号先经调制转化为低速的光信号，后经光的串并转换为高速的光信号以便实现传输和交换。但是低速的光信号一般使用幅度调制码(On-Off Keying，OOK)，高速的光信号一般使用相位调制码(Phase-Shift Keying，PSK)，这就使得系统中可能会存在多种光编码并存并需要转换的情况。

幅度调制码OOK基于信号的幅度高低来代表“1”“0”，具有调制和解调简单的优点，适应于波分复用系统(WDM，Wavelength Division Multiplexing)中但是对偏振和色散较为敏感，故较为适合用于发射和接收端。

相应的，相位调制码PSK基于不同的相位来代表“1”“0”。在整个通信过程中维持固定的光强。常见的PSK码有差分相移键控(DPSK，Differential Phase Shift Keying)和四相移键控(QPSK，Quadrature Phase Shift Keying)两种。两者的不同是在于DPSK码制用0，π相位的改变来代表“0”，和“1”，而QPSK码制可以出现四个相位如0、π、来代表“00”“01”“10”“11”。相位编码能克服波导色散效应造成的信号恶化等问题，可以增大传输的容量和范围，是高速光互连网络中极具实用价值的编码方式。但其调制解调系统复杂度高、成本也高，且对光源线宽有一定要求。

因此，在光电传输系统中发送和接受端较适宜使用低速幅度调制码，而在传输和交换时使用高速相位调制码。这就需要进行不同的光编码转换。针对这一问题，目前通用的解决方法是使用半导体放大器(SOA，Semiconductor Optical Amplifier)进行码型转换，例如利用半导体放大器的马赫-曾德尔(SOA-MZI)结构、利用SOA链路结构中的自相位调制效应(SPM，Self-Phase Modulation)或利用SOA的环镜中SOA的交叉增益效应(XGM，Cross-Gain Modulation)和交叉相位调制(XPM，Cross-phase Modulation)等的码型转换(即光强引起SOA的交叉相位调制使得光强信息转化为相位信息)。然而，由于SOA是有源器件，上述方案会受到SOA载流子恢复时间的限制，反应时间为ns级别，不适合于高速信号的转化和传输过程，另外，由于SOA的结构限制，使其和现存的COMS工艺集成工艺不能较好的融合。

发明内容

本发明的实施例提供一种基于非线性效应的码型变换方法及码型变换器，利用硅波导/硅纳米线的交叉相位调制实现幅度调制码OOK到相位调制码PSK的转换，在大大提高了码制转换反应时间的同时实现多路信号光的并串转换。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种码型变换器，所述码型变换器包括N组第一信号光发生装置，泵浦光发生装置，N+1个偏振控制器，第一耦合器，第一非线性光波导以及滤波器，N为大于0的整数，

所述泵浦光发生装置和所述N组第一信号光发生装置分别与所述N+1个偏振控制器一一对应相连；所述N+1个偏振控制器均与所述第一耦合器相连；所述第一耦合器与所述第一非线性光波导相连，所述第一非线性光波导与所述滤波器相连；