[发明专利]一种基于切趾相移长周期光纤光栅的全光调制器

说明书

本发明公开了一种基于切趾相移长周期光纤光栅的全光调制器，适用于光纤通信和光信号处理等领域。本发明公开的调制器由切趾相移长周期光纤光栅和光路传输线两部分组成；具体构成为：信号源的(1)的输出端通过光纤(2)接偏振控制器(3)的输入端，偏振控制器(3)的输出端接切趾相移光纤光栅(4)的输入端，电极(6)置于光栅上方，光栅尾端通过一段单模光纤接入偏振控制器(5)的输入端相连。当对电极施加电压后，光栅中的模场分布发生改变，某波段的信号光从纤芯模耦合到包层模中，该波段的信号光幅值减小，从而实现光信号调制。该装置能在多场景对光信号进行调制，具有消光比高、插入损耗小等优点。

技术领域

本发明涉及基于切趾相移长周期光纤光栅的全光调制器，属于光纤通信领域和信号处理等领域。

技术背景

随着我国经济和科技的高速发展，信息传递需要更加安全高效的方式，光纤通信经过近半个世纪的发展，凭借其通信容量大、速度快、成本低，成为当今重要的传输方式之一，光纤通信正朝着全光网络迅猛发展。光纤通信系统主要由光发射机、通信通道、光接收机组成，而光调制器是光接收机的重要组成部分，高速发展的光纤通信系统需要更高性能的光调制器，对光调制器在速率、体积、功耗、集成度等方面都提出了更高的要求，提高调制器的性能参数对于实现超大容量超高速率以及超长距离传输的光通信技术具有重要意义。

光调制器是高速、长距离光通信的关键器件，也是最重要的集成光学器件之一。光调制器按照其调制原理来讲，可分为电光、热光、声光、全光等，其中电光调制器在损耗、功耗、速度、集成性等方面都优于其他类型的调制器，因此最具前景并成为研究热点。

传统的电光调制器常常存在着体积大、调制深度低等问题，同时许多传统的调制方法常先将信号转化至电域再进行调制，不可避免地使用到电阻电容等器件，而这一类器件会随着使用时间的增长出现老化严重的问题，磨损和雨水腐蚀等因素使得调制效果变差，无法长时间工作，受环境温度和湿度影响，其精确度难以保障。

中国专利CN104330905B公开的“基于二维光栅耦合的硅基QPSK光调制器”，利用了四个模式转换器,用以二维光栅与单模波导之间的模式转换和绝热光传输，其结构过于复杂，同时其中的热光相移器使得整个装置存在热稳定差的缺点，无法实现长时间的调制任务。中国专利CN105527730A公开的“一种光学相位调制器”利用了一种亚波长光栅的导模谐振效应来实现相位调制，但是其器件的消光比不具备优势。

而切趾相移长周期光纤光栅价格低廉，其带宽可调，同时光纤本身就能制作成调制器，这样的器件在全光纤系统中非常适用，相比于集成光学领域，基于切趾相移长周期光纤光栅的全光纤结构的调制器会有更小的耦合损耗、插入损耗和消光比。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于切趾相移长周期光纤光栅的全光调制器。

本发明的基本原理在于：这种新型的调制器利用了切趾相移长周期光纤光栅结构的特殊性，当对切趾相移长周期光纤光栅施加电压时，此时的切趾相移长周期光纤光栅会对经过其中的光信号在谐振波长处形成特定的损耗峰，其幅度实现调制，利用该光纤光栅的特性可以制作成全光调制器。

在信号光进入光纤光栅之前要经过一个偏振控制器来调节光的偏振状态，从光纤光栅输出后要再经过一个偏振控制器使得调制后的信号实现一定的相移再进入光接收模块。

本发明有益的效果：基于切趾相移长周期光纤光栅的光调制器能够精确方便地实现对光信号的调制，核心器件为光纤光栅，具有插入损耗小、易耦合、高消光比等优点。该器件可适用于光纤通信和光信号处理等领域。

附图说明

图1、基于切趾相移长周期光纤光栅的全光调制器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。