[发明专利]全光触发器

说明书

一种全光触发器，包括：一耦合微腔激光器，由一回音壁型微腔和一法布里‑珀罗腔通过一电隔离槽连接构成，用于发射激光光束；一触发信号输入端，用于输入不同波长的光脉冲信号；一光纤环形器，分别与耦合微腔激光器和触发信号输入端连接，用于将光脉冲信号注入到耦合微腔激光器，还用于输出耦合微腔激光器发射的激光光束。回音壁型微腔处于损耗/增益状态时，所述耦合微腔激光器处于光学双稳态/非光学双稳态。当回音壁微腔处于损耗状态时，具有可饱和吸收体的作用，通过外部光注入改变可饱和吸收体的状态，可实现光双稳态的可控输出；且其光交换速率高，可达到皮秒量级。

技术领域

本发明属于半导体光电子器件领域，尤其涉及一种全光触发器。

背景技术

为满足日益增长的信息量需求，高速大容量低功耗的光路由、光转换以及光传输技术成为下一代光通信网络发展的必经之路。全光触发器作为一种具有记忆功能的光逻辑元件，用于为数据存储、分组交换和信号恢复与再生等提供控制信号，是全光信号处理系统中最基本的处理单元，在全光寄存器、光缓存器、数据包交换节点等技术中都有广泛的应用。

光学双稳态是实现光触发器的一种重要手段，它是指在一个输入状态下具有两个稳定的光输出状态，并且输入输出具有迟滞回线效应，可利用注入触发脉冲实现输出状态在两种稳态间的交换，而且当触发脉冲消失后，该触发后的状态仍然能够得以保持。

目前国内外提出的光触发器的输出状态主要包括波长、光强、偏振、模式等。半导体双稳态激光器可以实现在同一注入电流下具有两个稳定的输出光状态，并且具有体积小、功耗低、成本低、光交换速度快、易于大面积集成等优点，近些年引起了人们的广泛重视。利用吸收区饱和吸收效应的双区共腔结构是最早提出的一种双稳态半导体激光器，然而由于该结构的光交换速度受限制于吸收区的载流子弛豫时间，信号光关闭的时间一般在纳秒量级。相比之下，基于模式竞争的双稳态激光器利用模式的非线性增益饱和效应，其状态变化时载流子变化很小，因此具有很高的转换速度，目前人们已经利用圆环腔中顺时针与逆时针模式竞争、对称与反对称模式竞争制成了双稳态激光器，在高速数字通信及光逻辑计算回路等方面有广阔的应用前景，但目前的双稳态激光器的双稳态并不是稳定可控的。因此，为了实现未来大规模全光集成逻辑回路，还需要进一步研究如何得到工艺简单、易于集成、低功耗、高转换速率、高重复性及双稳态可控的双稳态激光器，并探索其触发及存储功能，以实现高速大容量的数字信号通信系统。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提出一种全光触发器，用于解决以上技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提出了一种全光触发器，包括：

一耦合微腔激光器，由一回音壁型微腔和一法布里-珀罗腔通过一电隔离槽连接构成，用于发射激光光束；

一触发信号输入端，用于输入不同波长的光脉冲信号；

一光纤环形器，分别与耦合微腔激光器和触发信号输入端连接，用于将光脉冲信号注入到耦合微腔激光器，还用于输出耦合微腔激光器发射的激光光束。

进一步地，上述回音壁型微腔和法布里-珀罗腔均为有源腔。

进一步地，上述耦合微腔激光器中回音壁型微腔处于损耗/增益状态时，耦合微腔激光器处于光学双稳态/非光学双稳态。

进一步地，上述光脉冲信号的波长与耦合微腔激光器在光学双稳态下的对应波长相匹配。

进一步地，上述光纤环形器与触发信号输入端之间具有一光合束器，用于对不同波长的光脉冲信号合束。

进一步地，上述光合束器与光纤环形器之间还具有一偏振控制器，用于对光脉冲信号的偏振态进行调节。

进一步地，上述光纤环形器的输出端连接有一光滤波器，用于对耦合微腔激光器发射的激光光束进行滤波。