[发明专利]一种测量光纤色散的系统及方法

说明书

本发明公开了一种测量光纤色散的系统及方法，包括：通过连续激光器发射激光；利用激光引起的自发四波混频非线性效应产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对；通过带通滤波器对宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对和残留的激光进行滤波，得到波长位于带通区间的非简并的时间能量纠缠光子对；从通过色散补偿光纤后的波长位于带通区间的非简并的时间能量纠缠光子对中选出至少一对具有时间能量纠缠特性的光子；记录每对具有时间能量纠缠特性的光子到达双通道单光子探测器的时间差，每对具有时间能量纠缠特性的光子到达双通道单光子探测器的时间差用于确定色散补偿光纤在各波长点的色散系数。本发明通过低成本的连续激光器可降低光纤色散测量成本。

技术领域

本发明属于光波导色散测量技术领域，更具体地，涉及一种测量光纤色散的系统及方法。

背景技术

在高速光传输系统中，光纤色散是影响传输性能的重要参数之一。因为色散的存在，不同波长的光在光纤中的传输速率是不一样的。而在光纤中传输的光信号并是不单色波，因此脉冲将会被展宽，进一步导致相邻码型之间出现串扰，从而影响通信质量。因此在光传输系统中需要利用色散补偿器件对传输光纤的色散进行补偿，然后色散补偿的前提是需要对待补偿光纤以及色散补偿器件的色散系数进行测量。

目前色散测量的方法主要有时延法、相移法以及干涉法等。这几类方法各有缺点，时延法需要成本较高的脉冲激光器，且测量精度不高。相移法所需光源要求具有高调节精度，从而使整体装置成本很高。干涉法在两束光的相干过程中容易引入误差，造成测量值的偏差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有色散测量方法需要使用脉冲激光器成本较高且测量精度不高的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种测量光纤色散的系统，包括：连续激光器、硅纳米线波导、带阻滤波器、波分复用器、双通道单光子探测器以及时间相关单光子计数器；所述连续激光器用于发射激光；所述硅纳米线波导用于在激光泵浦下产生自发四波混频非线性效应，进而产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对；所述带阻滤波器用于对所产生的宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对和残留的激光进行滤波，得到波长位于其带通区间的非简并的时间能量纠缠光子对，所述残留的激光为所述四波混频非线性效应未消耗的激光；所述波分复用器用于从通过色散补偿光纤后的非简并的时间能量纠缠光子对中选出至少一对具有时间能量纠缠特性的光子；所述双通道单光子探测器用于接入所述至少一对具有时间能量纠缠特性的光子，每对具有时间能量纠缠特性的光子达到所述双通道单光子探测器的时间差不同；所述时间相关单光子计数器用于记录每对具有时间能量纠缠特性的光子到达所述双通道单光子探测器的时间差，所述每对具有时间能量纠缠特性的光子到达所述双通道单光子探测器的时间差用于与每对具有时间能量纠缠特性的光子对应的波长共同确定所述色散补偿光纤在各波长点的色散系数，所述每对具有时间能量纠缠特性的光子对应的波长根据所述激光的波以及用于选择该对光子所用的波分复用器的通道长确定。

本发明通过利用成本较低的连续激光器作为激光光源，并利用激光光源引起的自发四波混频非线性效应产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对，取代现有脉冲激光器等成本昂贵的激光源，对激光光源的要求较低，操作方便。同时本发明通过多对具有时间能量纠缠特性的光子确定色散补偿光纤在各波长点的色散系数，可以保证测量精度。

可选地，测量光纤色散的系统还包括：掺饵光纤放大器和带通滤波器；所述掺饵光纤放大器用于对所述连续激光器发射激光的功率进行放大；所述带通滤波器用于过滤掉所述功率放大后的激光的边带噪声，并将过滤掉边带噪声的激光输出，所述用于产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对的激光为所述带通滤波器输出的激光。

可选地，测量光纤色散的系统还包括：偏振控制器；所述偏振控制器用于调节所述带通滤波器输出的激光的偏振态，以便获得所述激光与硅纳米线波导之间的最佳耦合效率。

可选地，所述带阻滤波器的带通区对应的波长区间不包括所述激光的波长。