本发明专利技术涉及一种基于高非线性色散平坦光纤的宽带波长变换器，具有信号光输入光路、连续光源、连续光输入光路和Sagnac干涉环，Sagnac干涉环包括高非线性色散平坦光纤、将连续光传递到Sagnac干涉环的第一耦合器和将待变换的信号光与第一耦合器输出的连续光耦合并传递到Sagnac干涉环的第二耦合器。还涉及本发明专利技术的宽带波长变换器的变换方法，第二耦合器接收待变换的信号光；第一耦合器接收连续光，连续光波长与目标变换的波长相同，从第一耦合器中输出变换了波长的信号光和原波长信号光。本发明专利技术能实现波长间隔为50nm以上的波长转换；响应速度快，理论上可达飞秒量级；Sagnac干涉环的环长只有10m，结构紧凑，节约成本；功耗低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及全光信号处理
和非线性光纤光学
，特别涉及一种。
技术介绍
信息技术以超乎人们想象的速度迅猛地发展，同时人们对通信品质及体验度的需求日益提升，因此，对通信技术提出了更高的要求。全光智能可重构通信网被公认为是解决通信瓶颈的下一代通信方式。在全光智能可重构通信网中，为了充分利用网络资源，需要对资源进行动态调节，以降低网络的阻塞，进而提高光网络的可重构性和智能性。目前实现全光波长变换的技术主要有交叉增益调制(XGM)、交叉相位调制(XPM)以及四波混频(FWM) 等。交叉增益调制是有源器件中的增益饱和效应，半导体光放大器(SOA)是应用最广泛的产生交叉增益调制的器件。但是，由于SOA中载流子恢复时间的限制，这类全光波长变换器的响应速度一般在纳秒量级，这将限制全光波长变换速度的进一步提升。XPM和FWM是两种三阶非线性效应，具有飞秒量级的响应速度，是超高速全光波长变换的理想选择，得到各国科技工作者的高度关注。光纤的纤芯很小，使得它的三阶非线性系数很大，而且光信号在光纤中传播时，两者的作用距离长，因而可以很好地实现XPM或FWM效应，另外，基于光纤的全光波长变换器与光通信系统具有天然的兼容性，可以最大限制地减小插入损耗。经文献检索发现，Sarker,B.等人在 Photonics Technology Letters (光子技术快报,2002，Vol. 14，pp. 340-342)上发表了题为 “All-optical wavelength conversion based on cross-phase modulation (XPM) in a single-mode fiber and a Mach-Zehnderinterferometer.(基于单模光纤和马赫-曾德干涉仪中交叉相位调制的全光波长变换器)”的论文，文中报道的全光波长变换器由一根2km长的标准单模光纤和一个马赫-曾德干涉仪组成。由于标准单模光纤的非线性系数较小，而色散不平坦等原因，使得该结构的波长变换效率不高，波长变换的宽度只有20nm，难以适合宽带全光变换的需要。又经专利检索发现，申请号为2004800252 . 5，名称为《具有非对称位置的萨尼亚克干涉仪的基于半导体光放大器的全光波长转换器》。该装置使用一个萨尼亚克(Mgnac) 干涉环路，并在环路的非对称位置上放置S0A，利用SOA和Mgnac环路共同完成输入信号的波长转换。正如之前所述，SOA的工作速度受制于载流子的恢复时间，因此该装置的工作速度只有纳秒量级，而且该装置中SOA的放置需要一个准确的偏移量，不合适的偏移量会使转换效果达不到设计的要求。因此，现有的全光波长变换器在可变换的波长宽度以及变换速度上，都需要进行提高，以满足要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有全光波长变换器在可变换的波长宽度以及变换速度上的不足，本专利技术提供一种，本专利技术可以实现波长间隔为50nm以上的波长转换，变换速度理论上可达飞秒量级，在实施例中观察到皮秒量级的变换速度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于高非线性色散平坦光纤的宽带波长变换器，具有用于调整待变换信号光偏振态和功率的信号光输入光路、连续光源和用于调整连续光偏振态和功率的连续光输入光路，所述的连续光源与连续光输入光路连接，还具有Mgnac干涉环，所述的Mgnac干涉环包括高非线性色散平坦光纤、用于将连续光传递到Mgnac干涉环上的第一耦合器和用于将待变换的信号光与第一耦合器输出的连续光耦合并传递到Mgnac干涉环上的第二耦合器，第二耦合器设置在高非线性色散平坦光纤与第一耦合器之间的Mgnac干涉环上，所述的信号光输入光路与第二耦合器通信，连续光输入光路与第一耦合器通信。为了控制Mgnac干涉环内光信号的偏振状态，所述的Mgnac干涉环上还具有至少一个第三偏振控制器，所述的第三偏振控制器和第二耦合器分别位于高非线性色散平坦光纤的两侧。为了控制待变换的信号光和用于控制目标变换波长的连续光的偏振状态，所述的信号光输入光路具有至少一个第一偏振控制器，连续光输入光路中具有至少一个第二偏振控制器。为了适应宽带全光波长变换的需要，提高波长变换的宽度，所述的高非线性色散平坦光纤的非线性系数彡11(KmW) ―1，色散系数0 ( GVD < 1. 5pS/km/nm，长度彡10m。作为优选，所述的第一耦合器是分光比为50 50的四端口光功率耦合器，第一端为输入端，与所述的连续光源连接；第二端为变换后信号光的输出端；第三端和第四端分别为用于输出第一分量信号的第一分量输出端和用于输出第二分量信号的第二分量输出端，第三端和第四端均与Mgnac干涉环进行通信；所述的第一分量信号与第二分量信号在 Sagnac干涉环上的运行方向相反。作为优选，与第一耦合器相配合，所述的第二耦合器是分光比为10 90的三端口光功率耦合器，第一端为90%输入端，与信号光输入光路的输出端连接；第二端为10%输入端，与第一耦合器的第三端或第四端连接；第三端为用于输出耦合信号的输出端，与高非线性色散平坦光纤进行通信。一种基于高非线性色散平坦光纤的宽带波长变换方法，设置Mgnac干涉环，所述的Mgnac干涉环包括高非线性色散平坦光纤、第一耦合器、第二耦合器和至少一个偏振控制器，第二耦合器设置在高非线性色散平坦光纤与第一耦合器之间的Mgnac干涉环上；接收经过偏振态和功率调整的待变换的信号光进入第二耦合器；接收经过偏振态和功率调整的连续光进入第一耦合器，所述的连续光的波长与目标变换的波长相同，在Mgnac干涉环中将连续光分成顺时针分量和逆时针分量；第一耦合器的顺时针分量或逆时针分量与第二耦合器接收的信号光耦合后输入到高非线性色散平坦光纤中，产生相位调制信号；相位调制信号与逆时针分量或顺时针分量同时到达第一耦合器，从第一耦合器中输出变换了波长的信号光和原波长信号光。变换过程中，调整偏振控制器，使Mgnac干涉环的输出信号最强。为了选择所变换的信号，将从第一耦合器中输出的变换了波长的信号光以及原波5长信号光输入到滤波器，得到变换了波长的信号光。本专利技术的有益效果是，本专利技术，具有以下优点1、具有很宽的波长变换宽度，可以将信号转移到与信号光波长相隔50nm以上的波长上；2、超快的响应速度，理论上可达到飞秒量级；3、结构紧凑，节约成本，与现有的基于Mgnac干涉环的全光波长变换器相比，现有的Mgnac环的环长需要几百米到上千米，本专利技术的Mgnac环的环长只有IOm ；4、功耗低，与现有的基于Mgnac干涉环的全光波长变换器相比，本专利技术的功耗要低至少3dB。5、高非线性色散平坦光纤不需要特别的偏移量，方便使用，后期不易受高非线性色散平坦光纤位置偏移而影响转换效果。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术基于高非线性色散平坦光纤的宽带波长变换器最优实施例的结构示意图。图中1、掺铒光纤放大器(EDFA)，2、第一偏振控制器，3、第一光功率衰减器，4、可调激光器，5、第二 EDFA，6、第二偏振控制器，7、第二光功率衰减器，8、第二耦合器，9、第一耦合器，10、高非线性色散平坦光纤，11、第三偏振控制器，12、滤波器，13、自相关仪本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐斌，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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