一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器制造技术

本发明专利技术涉及逻辑运算器，包括依次连接的第一连续半导体激光器、第一强度调制器、第一掺铒光纤放大器、第一波分复用器、第一偏振控制器、第一半导体光放大器、第二偏振控制器、第二波分复用器；还包括依次连接的第二连续半导体激光器、第二强度调制器、第二掺铒光纤放大器、第三波分复用器、第三偏振控制器、第二半导体光放大器、第四偏振控制器、第四波分复用器；第一波分复用器与第四波分复用器通过第一环形器连接，第二波分复用器与第三波分复用器通过第二环形器连接；第一环形器与第二环形器与第一光定向耦合器连接，第一光定向耦合器还与第三环形器连接，第三环形器与第一锁模半导体激光器连接。与光网络兼容性好、灵敏度高，且响应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器
本专利技术属于信息技术逻辑器件
，具体涉及一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器。
技术介绍
全光通信与全光量子计算中，逻辑器是关键器件，与传统的电子通信系统相比较，全光器件的信号处理速度快、信息交换及时，不再受“电子瓶颈”的影响。现有的逻辑运算器，与光网络兼容性不佳，且响应速度有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器，包括依次连接的第一连续半导体激光器、第一强度调制器、第一掺铒光纤放大器、第一波分复用器、第一偏振控制器、第一半导体光放大器、第二偏振控制器、第二波分复用器；还包括依次连接的第二连续半导体激光器、第二强度调制器、第二掺铒光纤放大器、第三波分复用器、第三偏振控制器、第二半导体光放大器、第四偏振控制器、第四波分复用器；第一波分复用器与第四波分复用器通过第一环形器连接，第二波分复用器与第三波分复用器通过第二环形器连接；第一环形器与第二环形器均与第一光定向耦合器连接，第一光定向耦合器还与第三环形器连接，第三环形器与第一锁模半导体激光器连接。作为优选方案，所述第一锁模半导体激光器产生重复速率为10Gb/s的时钟信号，中心波长为1550nm，功率为2μW。作为优选方案，所述第一连续半导体激光器产生连续信号的中心波长为1552nm，调制、放大后功率为40mW。作为优选方案，所述第二连续半导体激光器产生连续信号的中心波长为1556nm，调制、放大后功率为40mW。作为优选方案，所述第一光定向耦合器的功率分光比为0.5。作为优选方案，所述第一半导体光放大器和第二半导体光放大器的微分增益系数均为0.93×10-20m2。本专利技术的特点是第一锁模半导体激光器产生重复速率为10Gb/s的时钟(CLK)信号A1，即探测信号(弱信号)，A1通过第三环行器，并经过第一光定向耦合器抵到Sagnac环中，形成顺时针Af和逆时针Ab信号。第一连续半导体激光器产生连续的波信号，第二连续半导体激光器产生连续的波信号，分别被10Gb/s的速率2个不同的伪随机序列，并通过第一强度调制器、第二强度调制器进行强度调制；这2个经过调制的波经第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、放大得到泵浦信号B1和B2。然后，顺时针Af通过第一环形器，与B1通过第一波分复用器耦合到第一偏振控制器，再送到第一半导体光放大器中。逆时针Ab信号通过第二环形器，与B2通过第三波分复用器耦合第三偏振控制器，再送到第二半导体光放大器中。第二波分复用器分离从第一半导体光放大器输出的泵浦信号，第四波分复用器分离从第二半导体光放大器输出的泵浦信号。最后，被放大的信号A′f分别通过第二偏振控制器、第二波分复用器、第二环形器到达第一光定向耦合器的f2端口，Ab′分别通过第四偏振控制器、第四波分复用器、第一环形器到达第一光定向耦合器的f1端口。本专利技术利用在第一、第二半导体光放大器中，泵浦信号的功率很高即逻辑值为“1”时，大量的载流子将被耗尽，探测信号的增益很小；反之为“0”时，载流子将不会被消耗，它的受激辐射可以放大对应的探测信号，使探测信号获得高增益，从而实现交叉增益调制。这样泵浦信号B1和B2的组合，决定了A′f、Ab′的组合，在光定向耦合器开关效应作用下，最终在反射端(R-Port)和透射端实现逻辑器转换功能。相对于现有技术，本专利技术具有如下技术效果：本专利技术采用含有半导体光放大器的逻辑运算器，利用两个不同泵浦波长的泵浦光对弱信号光的交叉增益调制效应，以及结合定向耦合器的开光特性，实现各种逻辑运算。该器件不仅与光网络兼容性好、灵敏度高，而且响应速度快。附图说明图1为本专利技术实施例的含有两个半导体光放大器的逻辑运算器的结构示意图；图2(a)为锁模激光器输出的时钟信号；图2(b)为第一半导体光放大器输入的泵浦信号；图2(c)为第二半导体光放大器输入的泵浦信号；图2(d)为光定向耦合器透射端(T-Port)输出的逻辑信号；图3(a)为锁模激光器输出的时钟信号；图3(b)为第一半导体光放大器输入的泵浦信号；图3(c)为第二半导体光放大器输入的泵浦信号；图3(d)为光定向耦合器反射端(R-Port)输出的逻辑信号；明显地在透射端(T-Port)实现的逻辑功能是：A2′＝B1B2，在反射端(R-Port)实现了NOR功能。图1中的标号为：1-1.第一连续半导体激光器；1-2.第二连续半导体激光器；1-3.第一锁模半导体激光器；2-1.第一强度调制器；2-2.第二强度调制器；3-1.第一波分复用器，3-2.第二波分复用器；3-3.第三波分复用器；3-4.第四波分复用器；4-1第一半导体光放大器；4-2.第二半导体光放大器；5-1.第一环行器；5-2.第二环行器；5-3.第三环行器；6.第一光定向耦合器；7-1.第一偏振控制器；7-2.第二偏振控制器；7-3.第三偏振控制器；7-4.第四偏振控制器；8-1.第一掺铒光纤放大器；8-2.第二掺铒光纤放大器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步解释说明。如图1所示，本专利技术实施例的含有两个半导体光放大器的逻辑运算器包括第一连续半导体激光器1-1，第二连续半导体激光器1-2，第一锁模半导体激光器1-3，第一强度调制器2-1，第二强度调制器2-2，第一波分复用器3-1，第二波分复用器3-2，第三波分复用器3-3，第四波分复用器3-4，第一半导体光放大器4-1，第二半导体光放大器4-2，第一环行器5-1，第二环行器5-2，第三环行器5-3，第一光定向耦合器6，第一偏振控制器7-1，第二偏振控制器7-2，第三偏振控制器7-3，第四偏振控制器7-4，第一掺铒光纤放大器8-1，第二掺铒光纤放大器8-2。第一连续半导体激光器1-1端口a1与第一强度调制器2-1端口b1相连，第一强度调制器2-1端口b2与第一掺铒光纤放大器8-1端口h1连接，第一掺铒光纤放大器8-1端口h2与第一波分复用器3-1端口c1相连，第一波分复用器3-1端口c3与第一偏振控制器7-1端口g1相连，第一偏振控制器7-1端口g2与第一半导体光放大器4-1端口d1相连，第一半导体光放大器4-1端口d2与第二偏振控制器7-2端口g3相连，第二偏振控制器7-2端口g4与第二波分复用器3-2端口c4相连，第二波分复用器3-2端口c5与第二环行器5-2端口e5相连，第二环行器5-2端口e6与第三波分复用器3-3端口c7相连。第二连续半导体激光器1-2端口a2与第二强度调制器2-2端口b3相连，第二强度调制器2-2端口b4与第二掺铒光纤放大器8-2端口h3连接，第二掺铒光纤放大器8-2端口h4与第三波分复用器3-3端口c8相连，第三波分复用器3-3端口c9与第三偏振控制器7-3端口g5相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器，其特征在于，包括依次连接的第一连续半导体激光器、第一强度调制器、第一掺铒光纤放大器、第一波分复用器、第一偏振控制器、第一半导体光放大器、第二偏振控制器、第二波分复用器；/n还包括依次连接的第二连续半导体激光器、第二强度调制器、第二掺铒光纤放大器、第三波分复用器、第三偏振控制器、第二半导体光放大器、第四偏振控制器、第四波分复用器；/n第一波分复用器与第四波分复用器通过第一环形器连接，第二波分复用器与第三波分复用器通过第二环形器连接；/n第一环形器与第二环形器均与第一光定向耦合器连接，第一光定向耦合器还与第三环形器连接，第三环形器与第一锁模半导体激光器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器，其特征在于，包括依次连接的第一连续半导体激光器、第一强度调制器、第一掺铒光纤放大器、第一波分复用器、第一偏振控制器、第一半导体光放大器、第二偏振控制器、第二波分复用器；
还包括依次连接的第二连续半导体激光器、第二强度调制器、第二掺铒光纤放大器、第三波分复用器、第三偏振控制器、第二半导体光放大器、第四偏振控制器、第四波分复用器；
第一波分复用器与第四波分复用器通过第一环形器连接，第二波分复用器与第三波分复用器通过第二环形器连接；
第一环形器与第二环形器均与第一光定向耦合器连接，第一光定向耦合器还与第三环形器连接，第三环形器与第一锁模半导体激光器连接。


2.如权利要求1所述的一种含有两个半导体光放大器的逻辑运算器，其特征在于，所述第一锁模半导体激光器产生重复速率为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李齐良，董文龙，唐艺文，胡淼，唐向宏，曾然，
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