基于环形谐振腔全光抽样的波长转化器制造技术

本发明专利技术属于光信息技术领域，尤其涉及一种基于环形谐振腔全光抽样的波长转化器。基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器，包括依次连接的信号发生模块、相位调制模块和滤波器，数字信号自信号发生模块进入被调制到光信号波长λ1上，通过相位调制模块进行交叉相位调制后，利用滤波器对抽样信号进行滤波以实现波长转换形成光信号波长λ2。本发明专利技术提供了一种体积小、灵活性高的基于环形谐振腔全光抽样的波长转化器。

【技术实现步骤摘要】
基于环形谐振腔全光抽样的波长转化器
本专利技术属于光信息
，尤其涉及一种基于环形谐振腔全光抽样的波长转化器。
技术介绍
理想中的波长转化器可实现无论信号的传输速率是多少、是什么编码，都可以直接从一个波长转换为另一个波长，同时波长转换范围宽、对输入信号的功率要求不高、对输入信号的偏振态不敏感等，但其都属于理想中的状态。现有的全光波长转换器例如中国专利CN101587277A所公开的
技术实现思路
：一种基于复合谐振腔的全光波长转换器，包括增益介质和分波器件，增益介质、分波器件和腔面镜组成至少两个公用增益介质的线形谐振腔；或者增益介质、分波器件和分光器组成至少两个公用增益介质的环形谐振腔。上述
技术实现思路
中初步涉及到了带环形谐振腔的技术方案，由于光纤环形谐振腔具有结构简单、特性良好、灵敏度高、损耗较低、有较高的耦合率、高品质因素等特点，目前已经在各个研究中有了广泛的涉及，例如光波长复用器、光交换、滤波器件方面、全光开关、传感器、调制器等都有了广泛的应用。但现有技术如上述技术方案中的全光波长转换器，虽然能实现将波长转换扩展到多波长输出，但其组成器件较多，涉及到多个分波器件、多个腔面镜、隔离器等，组成结构较为复杂、体积较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种体积小、灵活性高的基于环形谐振腔全光抽样的波长转化器。为此，本专利技术采用以下技术方案：基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器，包括依次连接的信号发生模块、相位调制模块和滤波器，数字信号自信号发生模块进入被调制到光信号波长λ1上，通过相位调制模块进行交叉相位调制后，利用滤波器对抽样信号进行滤波以实现波长转换形成光信号波长λ2。在采用上述技术方案的基础上，本专利技术还可采用以下进一步的技术方案：所述信号发生模块包括电幅度调制器和光强度调制器，电幅度调制器的输出端与光强度调制器的输入端相连；其中，所述电幅度调制器，用于将数字信号在电域里加载到视频信号RF上进行调制以产生副载波；所述光强度调制器，用于将副载波调制到光波长λ1上。所述相位调制模块包括环形谐振腔、与环形谐振腔相连的合波器和分波器，所述分波器设于合波器沿光传递方向的后端；其中，所述合波器，用于将抽样泵浦波输入到环形谐振腔内；所述分波器，用于将抽样泵浦波从环形谐振腔中输出。所述光强度调制器与环形谐振腔之间通过第一耦合器相连，所述滤波器与环形谐振腔之间通过第二耦合器相连。所述光强度调制器的输出端与第一耦合器的输入端相连，所述滤波器的输入端与第二耦合器的输出端相连，所述环形谐振腔与第一耦合器和第二耦合器之间均以耦合连接。所述光信号波长λ1为1550nm，所述光信号波长λ2为1552nm。所述第一耦合器和第二耦合器的功率耦合系数均为0.5。所述环形谐振腔中高非线性材料的非线性系数为500/W.km。首先对数字信号在电域里进行调制，产生副载波，再通过光强度调制器调制到光信号上。利用具有矩形波形的泵浦光对信号光的交叉相位调制，使得泵浦信号的峰值通过时，模拟信号光下端口通过率为100％，而泵浦光处于低电平时下端口透射率为0，实现对信号的抽样。并且，根据需要的波长，调整可调谐滤波器可以得到相应任意波长的连续光信号，从而实现本专利技术中所述波长的转换。本专利技术的优点是：光纤环形谐振腔具有非线性效应，即在强光效应下由于介质的非线性极化而产生的效应。非线性效应中的交叉相位调制即由于相邻信道之间的相互作用，导致光纤折射率的变化，引起交叉相位调制。这种波长转换器效率高，灵敏度高，可以按需要得到相应波长的模拟光信号。附图说明图1为本专利技术基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器的结构示意图。图2为本专利技术基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器的透射系数随输入泵浦功率图，transmissitivity：透射系数；P：功率；W：瓦特。图3为本专利技术基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器的射频信号和数字信号图，itensity：强度；mW：毫瓦；time：时间；ps：皮秒。图4为本专利技术基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器抽样后信号图，itensity：强度；mW：毫瓦；time：时间；ps：皮秒。图5为本专利技术基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器抽样信号的频谱图，Frequency：频率；GHz：吉赫兹；Normalizeditensity：归一化强度。其中，电幅度调制器1，光强度调制器2，第一耦合器3，环形谐振腔4，第二耦合器5，合波器6，分波器7，滤波器8。具体实施方式结合附图，对本专利技术提供的基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器作进一步说明。如图1所示，基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器包括：电幅度调制器1，光强度调制器2，第一耦合器3，环形谐振腔4，第二耦合器5，合波器6，分波器7，滤波器8。其中，电幅度调制器1包括输入端a和输出端b，光强度调制器2包括输入端c和输出端d，第一耦合器3包括输入端e，环形谐振腔4包括四个端口g1、g2、g3和g4，第二耦合器5包括输出端j，合波器6包括三个端口h1、h2和h3，分波器7包括三个端口i1、i2和i3，滤波器8包括输入端k和输出端l。进一步地，各端口间链接方式具体为：电幅度调制器1的b端与光强度调制器2的c端相连，光强度调制器2的d端和第一耦合器3的e端相连，第一耦合器3与环形谐振腔4耦合，g1为第一耦合器3与环形谐振腔4的链接节点，环形谐振腔4的g2端与合波器6的h1端相连，合波器6的h3端与分波器7的i1端相连，分波器7的i2端与环形谐振腔4的g4端相连，第二耦合器5与环形谐振腔4耦合，g3为第二耦合器5与环形谐振腔4的链接节点，第二耦合器5的j端与滤波器8的k端相连。数字信号从电幅度调制器1的a端进入，通过RF射频幅度调制器1进行幅度调制，从而产生副载波，该副载波输入到光强度调制器2中并被调制到光波长λ1上。同时，利用具有矩形波形的抽样泵浦波对信号光进行交叉相位调制，抽样泵浦波从合波器6的h2端口输入，当泵浦信号的峰值通过时，模拟信号光下端口通过率为100％，泵浦光处于低电平时下端口透射率为0，实现对信号的抽样，最后将抽样泵浦波从分波器7的i3端口输出。最终通过滤波器8对抽样信号进行滤波，滤波后的信号λ2从滤波器8的l端口输出。实施例一，根据所需的输出光信号波长，将原光信号波长λ1为1550nm。数字信号从电幅度调制器1的a端进入，通过RF射频幅度调制器1进行幅度调制，从而产生副载波，该副载波输入到光强度调制器2中并被调制到光波长λ1上。同时，利用具有矩形波形的抽样泵浦波对信号光进行交叉相位调制，抽样泵浦波从合波器6的h2端口输入，当泵浦信号的峰值通过时，模拟信号光下端口通过率为100％，泵浦光处于低电平时下端口透射率为0，实现对信号的抽样，最后将抽样泵浦波从分波器7的i3端口输出。最终通过滤波器8对抽样信号进行滤波，滤波后的信号λ2从滤波器8的l端口输出，光信号波长λ2为1545nm；耦合器的功率耦合系数为0.5；谐振腔中高非线性材料的非线性系数500/W·km。实施例二，根据所需的输出光信号波长，将原光信号波长λ1为1550nm。数字信号从电幅度调制器1的a端进入，通过RF射频幅度调制器1进行幅度调制，从而产生副载波，该副载波输入到光强度调制器2中并被调制到光波长λ1上。同时，利用具有矩形波形的抽样泵浦本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器，其特征在于包括依次连接的信号发生模块、相位调制模块和滤波器，数字信号进入信号发生模块后被调制到光信号波长λ1上，通过相位调制模块进行交叉相位调制后，利用滤波器对信号进行滤波以实现波长转换形成光信号波长λ2。

【技术特征摘要】
2017.03.09 CN 201710137096X1.基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器，其特征在于包括依次连接的信号发生模块、相位调制模块和滤波器，数字信号进入信号发生模块后被调制到光信号波长λ1上，通过相位调制模块进行交叉相位调制后，利用滤波器对信号进行滤波以实现波长转换形成光信号波长λ2。2.根据权利要求1所述的基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器，其特征在于所述信号发生模块包括电幅度调制器和光强度调制器，电幅度调制器的输出端与光强度调制器的输入端相连；其中，所述电幅度调制器，用于将数字信号在电域里加载到视频信号RF上进行调制以产生副载波；所述光强度调制器，用于将副载波调制到光信号波长λ1上。3.根据权利要求2所述的基于环形谐振腔全光抽样的波长转换器，其特征在于所述相位调制模块包括环形谐振腔、与环形谐振腔相连的合波器和分波器，所述分波器设于合波器沿光传递方向的后端；其中，所述合波器，用于将抽样泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：李齐良，包琪，陈德望，胡淼，周雪芳，曾然，杨淑娜，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33