一种开关窗口宽度可调的全光光开关制造技术

技术编号:7953434 阅读:169 留言:0更新日期:2012-11-08 22:57
本发明专利技术公开了一种涉及光电技术领域的开关窗口宽度可调的全光光开关,利用半导体光放大器SOA的交叉增益调制XPM效应,通过控制光调节非线性环路镜NOLM中的光纤延迟线ODL的延时时间来改变半导体光放大器SOA在NOLM中的偏移量,解决了光开关的宽度不可调、光开关的灵活性不大等问题,实现了实现光开关窗口宽度可调,操作方便灵活。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电子
,特别涉及一种开关窗口宽度可调的全光光开关
技术介绍
半导体光放大器SOA的放大原理与半导体激光器的工作原理类似,也是利用能级间受激跃迁而出现粒子数反转的现象进行光放大。通常的半导体光放大器SOA在其两个截面上涂有抗反射膜,消除两端的反射,以获得宽 频带、高输出、低噪声。半导体光放大器SOA作为光波段转换开关元件,其主要的优点在于极快的光开关速率,开关时间为ns级别,它还可以对固有光信号损失进行增益补偿。另外,半导体光放大器SOA在恶劣环境条件下可靠性高,集成度高,尺寸小,而且成本会更低。但是,单纯的基于半导体光放大器制成的光开关灵敏度不高,开关通断的时间不可调,完全由半导体光放大器SOA决定。非线性环路镜NOLM是根据光纤的萨格纳克原理制成,光纤环路作为克尔介质,非线性作用交叉相位调制就在其中完成。如不加控制光,输出端就没有输出,就像全反射镜一样,如果通过偏振分束器顺时针方向引入控制光脉冲到光纤环路中,由于交叉相位调制,与控制光同方向传输并在时域上相互重叠的那部分脉冲信号光将经历更大的非线性相移。这样导致两个方向上脉冲信号光产生相位差,从而使非线性光纤环路镜输出端有输出,实现了开关操作。根据控制光与信号光波长与偏振方向的关系,一般将非线性环路镜分为两类一是波长不同,偏振方向相同;二是波长相同,偏振方向正交。前者结构简单,开关速度快,开关能量低,但级联不方便,不利于集成化。后者级联相对比较方便,利于集成,但偏振控制复杂,控制光对相移的贡献小。文献 Eiselt M, Optical Loop Mirror with Semiconductor LaserAmplifier, 1992, 28 (16)提出一种通过非线性光学环路镜NOLM方式实现的全光开关。它的工作原理是输入信号脉冲在1:1光耦合器中分成两路光分别沿顺时针和逆时针方向传播,控制脉冲从左侧的波分复用WDM进入环路并从右侧的WDM射出,当有控制光入射时,由于光线的非线性克尔效应使得顺时针传播的光信号发生相移,这样在两束信号光重新在光耦合器中进行干涉时,由于存在了相位差,如果相位差达到了 η,就会使右端有光信号输出,从而实现了光开关功能。NOLM自身的平衡干涉结构和快速本证响应时间使得其能实现稳定和快速的开关操作,但是NOLM结构的光开关需要很长的光纤和很强的输入控制光功率,而且光开关的宽度不可调,光开关的灵活性不大。
技术实现思路
针对上述现有技术,本专利技术要解决的技术问题是非线性光学环路镜NOLM结构的光开关需要很长的光纤和很强的输入控制光功率,而且光开关的宽度不可调,光开关的灵活性不大。本专利技术目的在于提供一种开关窗口宽度可调的全光光开关,实现光开关的通断时间可调。为了解决上述技术问题并达到上述目的,本专利技术采用如下技术方案一种开关窗口宽度可调的全光光开关,其特征在于,包括起偏器、偏振控制器PC、环形器、偏振分束器PBS、半导体光放大器SOA、光纤延迟线ODL ;所述起偏器经单模光纤连接环形器,环形器经单模光纤连接到偏振分束器PBS,偏振分束器PBS的两端口在非线性光学环路镜NOLM经中经单模光纤连接半导体光放大器S0A、偏振控制器PC、光纤延迟线ODL构成闭合环路。进一步地说明,信号光通过环形器和偏振分束器后分成偏振方向互相垂直的两束光,该两束光分别沿着顺时针方向和逆时针方向在非线性光纤环镜中传播;无控制光输入时,顺时针和逆时针的信号光分量经过半导体光放大器SOA获得相同的增益和相位改变量,并回到偏振分束器,再经起偏器和偏振控制器检测,没有相位差,不发生微分相位调制,不发生干涉作用,开关处于“关”的状态; 在偏振分束器PBS的另一个输入端口输入固定可变的控制光,控制光在非线性光学环路镜NOLM中顺时针传播,顺时针传播的信号光分量和控制光在半导体光放大器中发生交叉相位调制,顺时针信号光分量获得和逆时针信号光分量不同的增益和不同的相位改变量,并回到偏振分束器后,再经过起偏器和偏振控制器,进行微分相位调制作用后,输出端口有光输出,开关处于“开”的状态。进一步地说明,调节光纤延迟线ODL的延时时间来改变半导体光放大器SOA在非线性光学环路镜NOLM中相对于中点的偏移量,因而改变了顺时针信号光分量和逆时针信号光分量经过半导体光放大器SOA的时间差,最终从输出端口 11输出的光脉冲信号宽度会随之变化,实现开关窗口可调。进一步地说明,所述信号光通过环形器和偏振分束器后的耦合比为O. 5。本专利技术的工作原理为利用半导体光放大器SOA的交叉增益调制XPM效应,通过控制触发脉冲即控制光,调节非线性环路镜NOLM中的光纤延迟线ODL的延时时间,改变半导体光放大器SOA在NOLM中的偏移量,从而达到调节开关窗口宽度的目的。与现有技术相比,本专利技术的有益效果表现在 只需要加入一个固定的触发脉冲作为开关,通过调节非线性环路镜NOLM中的光纤延迟线ODL的延时时间,就可以实现光开关窗口宽度可调,操作方便灵活,对未来全光网络的实现有重大意义。附图说明图I为本专利技术的原理示意 附图标记为1为起偏器、2为偏振控制器、3为环形器、4为偏振分束器PBS、5为PBS的一个端口、6为控制光、7为半导体光放大器S0A、8为光纤延迟线0DL、9为信号光、10为输出端口。具体实施例方式下面将结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。一种开关窗口宽度可调的全光光开关,包括偏振控制器PC2、光环形器3、偏振分束器PBS4、半导体光放大器S0A7、非线性光学环路镜NOLMll ;半导体光放大器和光纤延迟线设置在非线性光学环路镜中的任何位置,信号光9通过环形器3和偏振分束器4后分成偏振方向互相垂直的两束光,该两束光分别沿着顺时针方向和逆时针方向在非线性光纤环镜中传播;在没有输入控制光时,顺时针和逆时针的信号光分量经过半导体光放大器SOA获得相同的增益和相位改变量,并回到偏振分束器4的一个端口 5后,再经起偏器和偏振控制器检测,没有相位差,不能发生微分相位调制,不能发生干涉作用,开关处于“关”的状态;在偏振分束器PBS的另一个输入端口输入固定可变的控制光,控制光在非线性光学环路镜NOLM中也是顺时针传播,顺时针传播的信号光分量和控制光在半导体光放大器中发生交叉相位调制,顺时针信号光分量获得和逆时针信号光分量不同的增益和不同的相位改变量,并回到偏振分束器4的一个端口 5后,再经过起偏器和偏振控制器,进行微分相位调制作用后,输出端口就会有光输出,开关处于“开”的状态。 实施实例 结合图1,连接各器件,半导体光放大器和光纤延迟线可以放在非线性环镜中的任何位置。信号脉冲采用波长为1552nm的连续光,通过环形器和偏振分束器(耦合比为O. 5)后分成偏振方向互相垂直的两束光,它们分别沿着顺时针方向和逆时针方向在非线性光纤环镜中传播;在没有加入时钟信号时,顺时针和逆时针信号光分量经过半导体光放大器获得相同的增益和相位该变量,它们回到端口 5后,经起偏器和偏振控制器检测,没有相位差,不能发生微分相位调制,从而不能发生干涉作用,开关处于“关”的状态;在偏振分束器的另一个输入端口输入触发脉冲光,波长为1542 n m,触发脉冲在NOLM中也是顺时针传播,顺时针传播的信号光本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种开关窗口宽度可调的全光光开关,其特征在于,包括起偏器、偏振控制器PC、环形器、偏振分束器PBS、半导体光放大器SOA、光纤延迟线ODL;所述起偏器经单模光纤连接环形器,环形器经单模光纤连接到偏振分束器PBS,偏振分束器PBS的两端口在非线性光学环路镜NOLM经中经单模光纤连接半导体光放大器SOA、偏振控制器PC、光纤延迟线ODL构成闭合环路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘永王蕾努尔买买提刘运龙张尚剑陆荣国
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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