[发明专利]一种输入无色的宽光谱全光波长转换的方法及装置在审
申请号: | 201510967419.9 | 申请日: | 2015-12-18 |
公开(公告)号: | CN105404072A | 公开(公告)日: | 2016-03-16 |
发明(设计)人: | 张敏明;王元武;周飞亚;刘德明 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | G02F2/00 | 分类号: | G02F2/00;G02F1/35;G02F1/365 |
代理公司: | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人: | 曹葆青 |
地址: | 430074 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 输入 无色 光谱 波长 转换 方法 装置 | ||
技术领域
本发明属于全光信号处理领域,涉及一种全光波长转换的方法与装置,特别涉及一种基于平坦低色散波导的输入无色、宽光谱全光波长转换的方法及装置。宽光谱通常是指3dB转换带宽。
背景技术
随着当前人类移动互联网的高速发展和移动终端的大量普及,对网络提出高速率、大容量的通信要求,3超(超高速、超大容量、超远距离)全光通信网络越来越受到重视。然而全光信号处理在高速大容量光通信中有着很大的关键作用,如光信号的放大、再生、光脉冲整形、光开关、波长转换等等。特别是波长转换技术,可以提高波长的重用率,减少全网所需的波长数目,避免波长碰撞而且引起的阻塞。另一方面,随着SOI技术的发展,波长转换器趋于集成化和全光化,因此基于波导器件的全光波长转换器得到了广泛的研究。
现有的集成型全光波长转换器,主要是基于波导材料中的交叉相位调制、交叉增益调制、四波混频等非线性效应来实现。目前在利用四波混频效应来实现波长转换功能中,可以分为两大类技术:基于相位匹配技术[Q.Liu,S.Gao,L.Cao,andS.He,“Designoflow-dispersion-discrepancysiliconwaveguideforbroadbandpolarization-independentwavelengthconversion”.J.Opt.Soc.Am.B,29,215-219(2012);中国专利申请号201110167147.6]和准相位匹配技术[X.Zhang,J.Yuan,J.Zou,B.Jin,X.Sang,Q.Wu,C.Yu,andG.Farrell,“Enhancedbroadbandparametricwavelengthconversioninsiliconwaveguidewiththemulti-periodgrating,”Photon.J.6,6601410(2014);中国发明专利申请号:201410763322.1]。
现有的波长转换器主要技术缺点是对泵浦波长非常敏感:要实现宽光谱高效率的波长转换,其泵浦波长必须是固定不变(接近零色散点)的,不能左右漂移改变。当信号光发生变化时,转换的闲频光(目标光)也跟着改变,为了保证转换的目标光固定不变,必须改变泵浦波长,然而其转换特性必然大大降低,导致应用范围小、成本高。鉴于此,如何设计出具有输入无色性且宽光谱的全光波长转换转换器,使得不同信号光可以根据需要转换到固定的目标光上,并且保持高的转换特性,可以大大增加波长转换器的应用范围及通用性,降低成本。
发明内容
为了克服已有全光波长转换器的目标光随信号光变化、转换带宽等不足,本发明提供了一种基于平坦且低色散波导的输入无色、宽光谱全光波长转换的方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种宽光谱全光波长转换的方法,其特征在于,该方法对信号源发出的信号光波长λs进行实时检测,该信号光波长λs发生变化时,根据需要转换的闲频光波长λi0,计算此时泵浦源发出的泵光的波长λp,(λp=2/(1/λs+1/λi0)),并由泵浦源相应调整其波长为2/(1/λs+1/λi0),然后将信号光和泵浦光依次通过耦合器、放大器、偏振控制器和转换波导,所述转换波导具有平坦且低色散,在泵浦光波长随信号光λs发生变化时,同样能够满足相位匹配条件,发生四波混频效应,实现输入无色、宽光谱的全光波长转换,并保持高的转换特性,使得信号光发生变化时,而转换的闲频光(目标光)波长保持不变。
一种宽光谱全光波长转换的装置,它包括泵浦源、信号源、耦合器、放大器、偏振控制器和转换波导,所述泵浦源和信号源的输出端分别与所述耦合器的输入端信号连接,所述耦合器的输出端依次通过放大器、偏振控制器和转换波导;其特征在于,所述信号源和泵浦源之间依次连接有波长计和运算器,共同构成反馈环,所述转换波导为具有平坦且低色散的波导;
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