一种磁光调制器制造技术

本发明专利技术涉及一种磁光调制器。所述磁光调制器的一端与入射光纤连接，所述磁光调制器的另一端与出射光纤连接，泵浦光和被调制光从入射端以接入入射纤；所述磁光调制器包括：线圈、周期性宇称

【技术实现步骤摘要】
一种磁光调制器


[0001]本专利技术涉及光通信和光信息处理领域，特别是涉及一种磁光调制器。

技术介绍

[0002]随着全光通信技术的发展，光调制器件已经成为光通信和光信息处理领域重要的光学器件。
[0003]较为成熟的光调制器件主要为机械式光调制器，但机械式光调制器的系统响应时间较长，体积较大，并且操作也比较繁琐，难以适应未来全光通信和高速光信息处理。因此，对于非机械式光调制器的研究受到了广大学者的青睐。
[0004]光子晶体光调制器是光通信中常见的非机械式调制器件，主要包括基于光子晶体结构的电光调制器、声光调制器和磁光调制器等。其中磁光调制的基本原理是在光子晶体结构中加入磁光材料，利用外界变化的磁场使磁光材料光学性质发生改变，当入射光波通过磁光材料时，光的传播特性发生相应变化，进而达到磁光调制的目的。例如，2006年，Pu等将磁流体置于光纤包层，通过调节外加磁场强度来改变倏逝场的衰减程度，进而实现了对输出光强信号的调制，次年，Pu等在此基础上又进一步分析了结构从外部磁场开启或关闭到光波达到稳态值的响应时间，定性地讨论了调制器弛豫特性的物理机制；2011年，Bai等通过调节入射光的偏振方向，从而实现了磁流体在外磁场作用下的可调磁光调制。
[0005]对于目前已有的光调制器件，由于介质层对光波信号的衰减作用，使得结构无法克服插入损耗的影响和低消光比造成的误码问题，同时，在信号传输过程中，还需要考虑连接器加工装备和光纤公差引起的固有损耗造成信号的二次衰减。
[0006]为解决信号的衰减问题，需要更为复杂的结构设计和无损介质层的引入，这不仅增加了调制器的制造成本，而且调制性能并没有得到大幅提高，因此，需要设计一种新型的光调制结构用于解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种磁光调制器，能够实现具有增益的高消光比光调制。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种磁光调制器，所述磁光调制器的一端与入射光纤连接，所述磁光调制器的另一端与出射光纤连接，泵浦光和被调制光从入射端接入入射纤；所述磁光调制器包括：线圈、宇称
‑
时间(Parity
‑
Time，PT)对称光子晶体微腔单元以及信号发生器；
[0010]所述线圈缠绕在PT对称光子晶体微腔单元上，所述线圈的一端与所述信号发生器的输入端连接，所述线圈的另一端与所述信号发生器的输出端连接；
[0011]所述信号发生器用于控制所述线圈的电信号；所述PT对称光子晶体微腔单元用于根据电信号的变化改变光子晶体结构中磁流体层的折射率。
[0012]可选地，所述PT对称光子晶体微腔单元包括：形成缺陷微腔的敏感磁流体层、第一匹配单元和第二匹配单元；所述第一匹配单元和所述第二匹配单元服从宇称时间PT对称，
并且关于磁流体层对称设置；
[0013]所述第一匹配单元包括：依次设置的损耗介质层、匹配层以及增益介质层；
[0014]所述第二匹配单元包括：依次设置的增益介质层、匹配层以及损耗介质层。
[0015]可选地，所述匹配层为氧化锌介质层；
[0016]所述氧化锌介质层的折射率为2。
[0017]可选地，当磁性因子α
M
＝0时，所述匹配层和磁流体层的物理厚度的关系为d
D
＝2d
B
；
[0018]其中，d
D
为磁流体层的物理厚度，d
B
为匹配层的物理厚度。
[0019]可选地，所述第一匹配单元和第二匹配单元的损耗和增益层的宏观洛伦兹震荡强度为1.7
×
10
‑4；
[0020]其中，损耗介质层的折射率为1.2247+0.0003i；增益介质层的折射率为1.2247
‑
0.0003i。
[0021]可选地，所述形成缺陷微腔的敏感磁流体层为水基MnFe2O4磁流体层。
[0022]可选地，所述水基MnFe2O4磁流体层中磁性MnFe2O4粒子的体积分数为0.8。
[0023]可选地，所述第一匹配单元和第二匹配单元的周期数量均为7。
[0024]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0025]本专利技术所提供的一种磁光调制器，通过引入PT对称光子晶体微腔单元，使得结构对调制信号产生增益，与现有调制器相比有较高调制消光比，这在未来光通信和光信息处理方面有广泛的应用前景。并且，本专利技术所提供的磁光调制器结构简单，便于集成。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术所提供的一种磁光调制器结构示意图；
[0028]图2为本专利技术所提供的PT对称光子晶体微腔单元结构示意图；
[0029]图3为不同体积分数下磁流体层有效折射率随磁性因子的变化曲线示意图；
[0030]图4为不同周期N结构的透射谱示意图；
[0031]图5为宏观洛伦兹震荡强度α
PT
对结构透射率的影响示意图；
[0032]图6为不同磁性因子范围内结构的透射谱及缺陷模式位置示意图；
[0033]图7为结构在1550nm波长处的透射率随α
M
的变化曲线示意图；
[0034]图8为不同α
M
取值下结构的消光比示意图；
[0035]图9为结构缺陷模透射波长与消光比的关系示意图；
[0036]图10为α
M
对缺陷模位置与透射率的调制灵敏度影响示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]本专利技术的目的是提供一种磁光调制器，能够实现具有增益的高消光比光调制。
[0039]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0040]本专利技术所提供的一种磁光调制器，如图1所示，所述磁光调制器的一端与入射光纤连接，所述磁光调制器的另一端与出射光纤连接，泵浦光和被调制光从入射端接入入射光纤。在泵浦光作用下，PT对称结构中的增益介质层A
+
中的掺杂量子点就会以能级跃迁的方式来吸取能量，当结构在特定频率点处满足耦合共振条件时，泵浦能量就会转化为此频率点下被调制光的电磁能，从而实现透射率的放大。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁光调制器，其特征在于，所述磁光调制器的一端与入射光纤连接，所述磁光调制器的另一端与出射光纤连接，泵浦光和被调制光从入射端接入入射纤；所述磁光调制器包括：线圈、周期性宇称
‑
时间PT对称光子晶体微腔单元以及信号发生器；所述线圈缠绕在PT对称光子晶体微腔单元上，所述线圈的一端与所述信号发生器的输入端连接，所述线圈的另一端与所述信号发生器的输出端连接；所述信号发生器用于控制所述线圈的电信号；所述PT对称光子晶体微腔单元用于根据电信号的变化改变光子晶体结构中磁流体层的折射率。2.根据权利要求1所述的一种磁光调制器，其特征在于，所述PT对称光子晶体微腔单元包括：形成缺陷微腔的敏感磁流体层、第一匹配单元和第二匹配单元；所述第一匹配单元和所述第二匹配单元服从宇称时间PT对称，并且关于磁流体层对称设置；所述第一匹配单元包括：依次设置的损耗介质层、匹配层以及增益介质层；所述第二匹配单元包括：依次设置的增益介质层、匹配层以及损耗介质层。3.根据权利要求2所述的一种磁光调制器，其特征在于，所述匹配层为氧化锌介质层；所述氧化锌介质层的折射率为2。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长红，易灵俊，宋康，王明阳，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：