超快微波导Sagnac环全光触发器制造技术

本发明专利技术提供了一种超快微波导Sagnac环全光触发器，包括波导Sagnac环，所述波导Sagnac环上分别设有空芯光子晶体光纤、掺杂光纤放大器、偏振合束器、耦合器和光环形器，其中，所述光环形器有二个分别为第一光环形器和第二光环形器，所述耦合器有二个分别为第一耦合器和第二耦合器，所述第一光环形器与所述第一耦合器连接，所述第二光环形器与所述第二耦合器连接，所述第一耦合器、第二耦合器分别与所述空芯光子晶体光纤的两端连接，所述偏振合束器有二个分别为第一偏振合束器和第二偏振合束器。本发明专利技术的有益效果是：体积小，易于集成，传输速率高，误码率小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光触发器，尤其涉及一种超快微波导Sagnac环全光触发器。
技术介绍
光触发器是具有记忆功能的光逻辑器件，是数字光信号处理的基础技术之一，也是全光分组交换网的关键技术之一，作为最基本的全光信号处理器件，全光触发器在数据包交换节点、全光移位寄存器及全光比特级数据缓存器中都有所应用。华为于ECOC 2015发表“极简网络”新技术成果，引起业界人士广泛关注。该技术利用较低成本实现了城域100G传输，并突破性地实现了单波112Gb/s速率的80km传输。因此，未来光网络中高速交换的核心器件光记忆存储设备是实现超高速光纤通信系统应用的基本要素。迄今为止，众多国内外学者对全光触发器进行了研究并取得了一些成果。1995年，H.Kawaguchi等人提出使用垂直腔表面发射激光器(VCSEL)来实现触发器，这种触发器对环境比较敏感，触发器的状态保持性不易控制，可级联性差；西班牙的F.Ramos等人使用单个MZI-SOA实现以SOA协助的马赫曾德干涉仪(MZI-SOA)结构，此触发器的结构简单，响应时间小于，但输出状态在光强上互斥性不好，不易于集成级联；到2006年韩国Yong Deok Jeong等学者提出了使用两个耦合的法布里-珀罗(FP-LD)激光器来实现光触发功能，该方案中光纤光栅的体积小，易于集成，触发器的状态保持容易，级联性好，但触发器状态容易受温度影响；基于太赫兹非对称光学解复用器(TOAD)的光触发器，采用有源器件半导体光放大器实现光脉冲的增益，由于波长的不一致性，使得触发器的级联性差，噪声指数相对较高，带宽利用率不好等；多模干涉型双稳态激光二极管(MMI-BLDs)，响应时间快，但不易触发，互斥性不好；二维光子晶体全光触发器(2-D PhC)，体积小，易于集成，但是难以精确控制入射信号光束的相位差，需要较高的输入功率，且能耗大。尽管触发器的种类繁多，但都存在一些不足之处导致利用价值不高，而在光通信中，全光信号处理涉及到信号的复用、交换、再生、同步、存储、计算等多方面的操作，要在光网络中真正有所应用，全光信号处理器件必须具备如下几个特点：(a)可处理高速信号，且结构简单。(b)功耗小，应尽量小于电器件的能量消耗。(c)便于集成。(d)在应用领域能发挥上述的优点。我们看到，全光信号处理技术已经取得了长足的进步，尽管如此，这些器件跟上述的四点要求还有一定差距，在光通信领域，全光信号处理技术要完全取代电信号处理器件，还有很长的一段路要走。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种超快微波导Sagnac环全光触发器。本专利技术提供了一种超快微波导Sagnac环全光触发器，包括波导Sagnac环，所述波导Sagnac环上分别设有空芯光子晶体光纤、掺杂光纤放大器、偏振合束器、耦合器和光环形器，其中，所述光环形器有二个分别为第一光环形器和第二光环形器，所述耦合器有二个分别为第一耦合器和第二耦合器，所述第一光环形器与所述第一耦合器连接，所述第二光环形器与所述第二耦合器连接，所述第一耦合器、第二耦合器分别与所述空芯光子晶体光纤的两端连接，所述偏振合束器有二个分别为第一偏振合束器和第二偏振合束器，所述第一偏振合束器、第二偏振合束器分别与所述空芯光子晶体光纤的两端连接，第一束光脉冲、第二束光脉冲分别为输入信号，第一束光脉冲从输入端口IP1输入经过第一耦合器被分成顺时针光脉冲,第二束光脉冲从输入端口IP2输入经过第二耦合器被分成逆时针光脉冲,第一束控制信号光脉冲从控制端口CP1经过第一偏振合束器到空芯光子晶体光纤的一端中，第二束控制信号光脉冲从控制端口CP2经过第二偏振合束器到空芯光子晶体光纤的另一端中，第一束控制信号光脉冲与顺时针光脉冲发生交叉相位调制后回路到第一耦合器中，并从第一光环形器经过脉冲整形到输出端口OP1，第二束控制信号光脉冲与逆时针光脉冲发生交叉相位调制后回路到第二耦合器中，并从第二光环形器经过脉冲整形到输出端口OP2。作为本专利技术的进一步改进，第一偏振合束器的控制脉冲后端连接有第一偏振旋转器，第一束控制信号光脉冲经过第一偏振旋转器得到与第一束光脉冲波长相同而正交偏振的第一控制信号。作为本专利技术的进一步改进，第二偏振合束器的控制脉冲后端连接有第二偏振旋转器，第二束控制信号光脉冲经过第二偏振旋转器得到与第二束光脉冲波长相同而正交偏振的第二控制信号。作为本专利技术的进一步改进，所述第一偏振旋转器的输入端连接有第一掺杂光纤放大器，所述第二偏振旋转器的输入端连接有第二掺杂光纤放大器，所述控制端口CP1与所述第一掺杂光纤放大器连接，所述控制端口CP2与所述第二掺杂光纤放大器连接。作为本专利技术的进一步改进，所述空芯光子晶体光纤为光纤环。作为本专利技术的进一步改进，所述空芯光子晶体光纤的两端分别连接有第一偏振分束器和第二偏振分束器。作为本专利技术的进一步改进，所述波导Sagnac环为三层结构，包括上层的235纳米厚的单晶硅、中间层的3微米厚的二氧化硅缓冲层和下层的525微米厚的硅衬底。本专利技术的有益效果是：体积小，易于集成，传输速率高，误码率小，适合大规模集成光路。附图说明图1是本专利技术一种超快微波导Sagnac环全光触发器的示意图。图2是本专利技术一种超快微波导Sagnac环全光触发器的波导Sagnac环的层状示意图。图3是波导Sagnac开关的模块化表示。图4是D触发器的实施例一示意图。图5是D触发器的实施例二示意图。图6是R-S触发器的示意图。图7是J-K触发器的示意图。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1所示，一种超快微波导Sagnac环全光触发器，包括波导Sagnac环，所述波导Sagnac环上分别设有空芯光子晶体光纤3(简称HC-PCF)、掺杂光纤放大器、偏振合束器(简称PBC)、耦合器(简称3dB C)和光环形器(简称OC)，其中，所述光环形器有二个分别为第一光环形器11和第二光环形器12，所述耦合器有二个分别为第一耦合器21和第二耦合器22，所述第一光环形器11与所述第一耦合器21连接，所述第二光环形器12与所述第二耦合器22连接，所述第一耦合器21、第二耦合器22分别与所述空芯光子晶体光纤3的两端连接，所述偏振合束器有二个分别为第一偏振合束器31和第二偏振合束器32，所述第一偏振合束器31、第二偏振合束器32分别与所述空芯光子晶体光纤3的两端连接。如图1所示，第一偏振合束器41的控制脉冲后端连接有第一偏振旋转器51(简称PR)，第一束控制信号光脉冲经过第一偏振旋转器51得到与第一束光脉冲波长相同而正交偏振的第一控制信号。如图1所示，第二偏振合束器42的控制脉冲后端连接有第二偏振旋转器52(简称PR)，第二束控制信号光脉冲经过第二偏振旋转器52得到与第二束光脉冲波长相同而正交偏振的第二控制信号。如图1所示，所述第一偏振旋转器51的输入端连接有第一掺杂光纤放大器71(简称EDFA)，所述第二偏振旋转器52的输入端连接有第二掺杂光纤放大器72(简称EDFA)，所述控制端口CP1与所述第一掺杂光纤放大器71连接，所述控制端口CP2与所述第二掺杂光纤放大器72连接。如图1所示，所述空芯光子晶体光纤3为光纤环。如图1所示，所述空芯光子晶体光纤3的两端分别连接有第一偏振分束器61(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超快微波导Sagnac环全光触发器，其特征在于：包括波导Sagnac环，所述波导Sagnac环上分别设有空芯光子晶体光纤、偏振合束器、耦合器和光环形器，其中，所述光环形器有二个分别为第一光环形器和第二光环形器，所述耦合器有二个分别为第一耦合器和第二耦合器，所述第一光环形器与所述第一耦合器连接，所述第二光环形器与所述第二耦合器连接，所述第一耦合器、第二耦合器分别与所述空芯光子晶体光纤的两端连接，所述偏振合束器有二个分别为第一偏振合束器和第二偏振合束器，所述第一偏振合束器、第二偏振合束器分别与所述空芯光子晶体光纤的两端连接，第一束光脉冲、第二束光脉冲分别为输入信号，第一束光脉冲从输入端口IP1输入经过第一耦合器被分成顺时针光脉冲, 第二束光脉冲从输入端口IP2输入经过第二耦合器被分成逆时针光脉冲,第一束控制信号光脉冲从控制端口CP1经过第一偏振合束器到空芯光子晶体光纤的一端中，第二束控制信号光脉冲从控制端口CP2经过第二偏振合束器到空芯光子晶体光纤的另一端中，第一束控制信号光脉冲与顺时针光脉冲发生交叉相位调制后回路到第一耦合器中，并从第一光环形器经过脉冲整形到输出端口OP1，第二束控制信号光脉冲与逆时针光脉冲发生交叉相位调制后回路到第二耦合器中，并从第二光环形器经过脉冲整形到输出端口OP2。...

【技术特征摘要】
1.一种超快微波导Sagnac环全光触发器，其特征在于：包括波导Sagnac环，所述波导Sagnac环上分别设有空芯光子晶体光纤、偏振合束器、耦合器和光环形器，其中，所述光环形器有二个分别为第一光环形器和第二光环形器，所述耦合器有二个分别为第一耦合器和第二耦合器，所述第一光环形器与所述第一耦合器连接，所述第二光环形器与所述第二耦合器连接，所述第一耦合器、第二耦合器分别与所述空芯光子晶体光纤的两端连接，所述偏振合束器有二个分别为第一偏振合束器和第二偏振合束器，所述第一偏振合束器、第二偏振合束器分别与所述空芯光子晶体光纤的两端连接，第一束光脉冲、第二束光脉冲分别为输入信号，第一束光脉冲从输入端口IP1输入经过第一耦合器被分成顺时针光脉冲, 第二束光脉冲从输入端口IP2输入经过第二耦合器被分成逆时针光脉冲,第一束控制信号光脉冲从控制端口CP1经过第一偏振合束器到空芯光子晶体光纤的一端中，第二束控制信号光脉冲从控制端口CP2经过第二偏振合束器到空芯光子晶体光纤的另一端中，第一束控制信号光脉冲与顺时针光脉冲发生交叉相位调制后回路到第一耦合器中，并从第一光环形器经过脉冲整形到输出端口OP1，第二束控制信号光脉冲与逆时针光脉冲发生交叉相位调制后回路到第二耦合器中，并从第二光环形器经过脉冲整形到输出端口OP2。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铭，杨湾，洪涛，康唐振，吉建华，王可，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44