[发明专利]一种级联和频与差频全光波长转换器及转换方法

摘要

本发明为一种级联和频与差频全光波长转换器及转换方法，本转换器二激光器的二泵浦光经偏振控制器、线偏振光转换装置、第一光耦合器后，与信号光一起接入第二光耦合器、掺铒光纤放大器、光环行器至PPLN脊波导，前向光束被法拉第90°旋转反射镜反射，后向光束又入脊波导，转换闲频光从光环行器输出。本转换方法为：经偏振控制器调整为TM模的泵浦光在线偏振光转换装置转变为偏振方向与PPLN脊波导的横截面平行、与X轴成角θ的线偏振光,在脊波导中分解为振幅比为tgθ的TE和TM模，泵浦光与信号光的TM模发生级联和频与差频反应、产生转换闲频光TM模，其它前向光经法拉第反射镜反射和模式转换,再返脊波导。本发明实现与信号光偏振态无关的波长转换。

主权项

一种级联和频与差频全光波长转换器，包括激光器、偏振控制器、光耦合器、掺铒光纤放大器、光隔离器、光环行器、PPLN光波导、法拉第90°旋转反射镜，其特征在于：第一激光器(1)和第二激光器(2)均为可调谐外腔激光器，发出的第一泵浦光和第二泵浦光分别接入第一偏振控制器(3)和第二偏振控制器(4)，第一偏振控制器(3)和第二偏振控制器(4)的输出接入第一光耦合器(7)耦合后、与经过偏振控制器(5)的任意偏振态的信号光一起接入第二光耦合器(8)，第二光耦合器(8)的输出接入掺铒光纤放大器(9)，掺铒光纤放大器(9)的输出经光隔离器(10)接入光环行器(11)第一端口，光环行器(11)第二端口输出的前向传输的光束经过PPLN光波导(12)后，光束被法拉第90°旋转反射镜(13)反射，后向传输的光束又进入PPLN光波导(12)，产生的转换闲频光从光环行器(11)的第三端口输出为本波长转换器的输出；所述第一泵浦光、第二泵浦光以及信号光均为C波段；所述PPLN光波导(12)为PPLN脊波导，此PPLN脊波导的衬底为铌酸锂晶片，波导层为Z切周期极化的掺锌铌酸锂晶片，衬底和波导层直接键合，脊波导的横切面为垂直于Z轴的XOY平面；分别经过第一偏振控制器(3)和第二偏振控制器(4)的第一、第二泵浦光接入线偏振光转换装置(6)，再接入第一光耦合器(7)；线偏振光转换装置(8)把X方向偏振的TM模式的泵浦光转换为偏振方向与PPLN脊波导的横截面平行，并与垂直的X轴成角度θ的线偏振光。