[发明专利]一种可配置的光信号全光边沿检测系统

说明书

本发明公开一种可配置的光信号全光边沿检测系统，第一掺铒光纤放大器，用于对泵浦光信号功率放大；可调光衰减器，用于调节功率放大后的泵浦光信号的功率；第一光纤延时线和第二光纤延时线用于调节泵浦光信号和第一反相光信号的相对延时量，将泵浦光信号相对于第一反相光信号的传播时间提前τ或延迟τ，τ为NRZ光信号的渡越时间；波分复用器，用于将泵浦光信号和第一反相光信号耦合成一路光信号；高非线性光纤，用于在耦合后光信号的作用下产生简并四波混频非线性效应，得到第一闲频光；第一光带通滤波器，用于将第一闲频光提取出来，得到第一边沿脉冲。本发明采用四波混频的原理，在两路信号之间引入延时，可灵活得到上升沿、下降沿或得到双沿。

技术领域

本发明属于高速信号的全光信号处理及非线性光学技术领域，更具体地，涉及一种可配置的光信号全光边沿检测系统。

背景技术

光通信是现代信息、传输最重要的方式之一，正朝着超高速、大容量、大宽带、长距离、低成本的方向前进。全光边沿检测是一种全光信号处理技术，用于检测非归零码(Non-Return to Zero，NRZ)信号的上升沿和下降沿，可以作为光子计算机中的触发信号、使能信号或者用于探测光信号的速率。基于四波混频的全光信号处理具有飞秒量级的反应速度，可以满足几十G甚至上百G的信号处理。而且四波混频可以实现波长转换，通过四波混频效应可以产生新的频率分量。以简并四波混频过程为例，注入泵浦光的频率为ω_p，信号光频率为ω_c，则四波混频过程产生了频率为ω_i＝2ω_p-ω_c的目标光，实现了波长转换。

现有的全光信号边沿检测方法多数是使用环形或者干涉结构，将波长相同但是信号有错位，相位相差π的两路光信号耦合在一起，使得重叠部分发生干涉相消，留下的就是边沿信号，但是这中结构使得系统非常复杂而且需要额外的稳定措施来消除外界的干扰；或者采用陷波滤波器将直流分量和低频分量给滤掉，剩下的高频分量就是对应的上升沿和下降沿信号，但是这种方法受限于陷波滤波器的频谱形状和带宽。还有一种是利用高非线性光纤或者半导体光放大器的自相位调制效应(Self-phase modulation effect，SPM)，当功率比较大的NRZ光信号在光纤或者半导体光放大器中传播的时候，在NRZ光信号的上升沿和下降沿处会发生频率啁啾，利用失谐滤波器可以将啁啾分量提取出来，得到的就是边沿脉冲信号，但是这种方法受制于滤波器的带宽和滤波器的失谐量。而且上述方案绝大多数不能灵活的探测上升沿，下降沿或者同时探测两个边沿。

综上，现有全光信号边沿检测方法系统不能灵活的探测NRZ光信号上升沿，下降沿或者同时探测两个边沿。

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全光信号边沿检测方法系统不能灵活的探测NRZ光信号上升沿，下降沿或者同时探测两个边沿的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种可配置的光信号全光边沿检测系统，包括：第一掺铒光纤放大器、可调光衰减器、第一光纤延时线、第二光纤延时线、波分复用器、高非线性光纤以及第一光带通滤波器。

所述第一掺铒光纤放大器，用于对泵浦光信号的功率放大。

所述可调光衰减器，用于调节所述功率放大后的泵浦光信号的功率。

所述第一光纤延时线接入所述可调光衰减器输出的功率调节后的泵浦光信号。

所述第二光纤延时线接入第一反相光信号，所述第一反相光信号与泵浦光信号的波长不同且信号翻转；其中，信号翻转指的是在数字信号里面，“1”相对于“0”就是信号翻转。

所述第一光纤延时线和第二光纤延时线用于调节泵浦光信号和第一反相光信号的相对延时量，将泵浦光信号相对于第一反相光信号的传播时间提前τ，或将泵浦光信号相对于第一反相光信号的传播时间延迟τ，τ为非归零码NRZ光信号的渡越时间。