基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器制造技术

本发明专利技术公开了基于非对称耦合器交叉相位调制全光逻辑器，包括泵浦源、掺铒光纤放大器、带通滤波器、三偏振控制器，三光隔离器、合波器、信号源、光纤耦合器。泵浦光依次通过掺铒光纤放大器、带通滤波器、第一偏振器、第一光隔离器与合波器的第一端口连接；信号光依次通过第二偏振器、第二光隔离器与合波器的第二端口连接；合波器的公共端口与光纤耦合器的第一端口连接，第二束信号光通过第三偏振器、第三光隔离器与光纤耦合器的第二端口连接；光纤耦合器的两输出端口分别与光电转换器连接。本发明专利技术全光逻辑器利用交叉相位调制，产生光克尔效应，具有灵敏度高，开关速度快等有优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了基于非对称耦合器交叉相位调制全光逻辑器，包括泵浦源、掺铒光纤放大器、带通滤波器、三偏振控制器，三光隔离器、合波器、信号源、光纤耦合器。泵浦光依次通过掺铒光纤放大器、带通滤波器、第一偏振器、第一光隔离器与合波器的第一端口连接；信号光依次通过第二偏振器、第二光隔离器与合波器的第二端口连接；合波器的公共端口与光纤耦合器的第一端口连接，第二束信号光通过第三偏振器、第三光隔离器与光纤耦合器的第二端口连接；光纤耦合器的两输出端口分别与光电转换器连接。本专利技术全光逻辑器利用交叉相位调制，产生光克尔效应，具有灵敏度高，开关速度快等有优点。【专利说明】基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器
本专利技术属于光信息
，具体涉及一种基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器。
技术介绍
全光开关逻辑器作为全光网络的基石、组成全光交换核心单元的重要器件，引起了科研工作者的广泛关注。在未来光通信技术的发展过程中，离不开光开关技术的发展。光逻辑器是一种具有多个可供选择的输入、输出端口，可以将任意的输入端口的光信号转换到任意输出端口的光通路转换器件，光逻辑器的作用是能够实现光信号在光网络中传输线路或集成光路等不同的光通路上进行快速倒换或逻辑操作。基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器不仅在理论上实现了不同的逻辑光开关，而且还具有开关响应速度快等优点。
技术实现思路
针对其它全光开关逻辑器的缺点，本专利技术提供了一种基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器，具有灵敏度高，开关响应速度快等优点，特别适合于全光通信系统技术中的应用。本专利技术采取以下技术方案:基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器，包括泵浦源，掺铒光纤放大器，带通滤波器，第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，第一光隔离器、第二光隔离器和第三光隔离器，合波器，光纤耦合器，第一光电转换器和第二光电转换器，第一信号源和第二信号源。泵浦源与掺铒光纤放大器的第一端口连接，掺铒光纤放大器的第二端口与带通滤波器的第一端口连接，带通滤波器的第二端口与第一偏振器的第一端口连接，第一偏振器的第二端口与第一隔离器的第一端口连接。信号源与第二偏振器的第一端口连接，第二偏振器的第二端口与第二隔离器的第一端口连接，第一隔离器的第二端口与合波器的第一端口连接，第二隔离器的第二端口与合波器的第二端口连接。信号源与第三偏振器的第一端口连接，第三偏振器的第二端口与第三隔离器的第一端口连接，合波器的第三端口与光纤耦合器的第一端口连接，第三隔离器的第二端口与光纤耦合器的第二端口连接，光纤耦合器的第三端口与第一光电转换器连接，光纤耦合器的第四端口与第二光电转换器连接。优选的，合波器的第一端口为50%端口，第二端口为50%端口。优选的，该光纤耦合器(7-1)的交叉耦合系数为0.5。优选的，信号源产生的信号波长范围为1500nm-1550nm，功率为10mW。优选的，泵浦源所产生的泵浦波波长范围为800_900nm，功率范围为O?4kW。本专利技术的特点是在光纤耦合器的第一输入端口，通过合波器加入一束强度可调的强泵浦光，利用光克尔效应，产生交叉相位调制，从而实现信号光的逻辑器转换功能。本专利技术利用掺铒光纤放大器将输入泵浦光放大，经合波器和信号光一起进入光纤耦合器，由于交叉相位调制的作用，引起耦合器中传输的光的相位变化，从而改变了输出光的路径，实现逻辑器转换功能。本专利技术全光逻辑器具有灵敏度高，开关响应速度快等优点，特别适合全光通信系统技术中的应用。【专利附图】【附图说明】图1为基于非对称耦合器交叉相位调制全光逻辑器的结构示意图。图2为输出光功率随泵浦光功率变化的逻辑器特性曲线。图2中&表不光纤f禹合器第三端口(h3)的输出功率，尽表不光纤I禹合器第四端口(h4)的输出功率。【具体实施方式】如图1所示，本实施例基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器包括泵浦源1-1，掺铒光纤放大器2-1，带通滤波器3-1，第一偏振控制器4-1、第二偏振控制器4-2和第三偏振控制器4-3，第一光隔离器5-1、第二光隔离器5-2和第三光隔离器5-3，合波器6_1，光纤稱合器7-1，第一光电转换器8-1和第二光电转换器8-2,第一信号源9和第二信号源10。泵浦源1-1所产生的泵浦波波长范围为1530nm-1570nm，功率范围为(T4kW。信号源9、10产生的信号波长范围为1500nm-1550nm，功率为10mW。泵浦源与掺铒光纤放大器的第一端口 bl连接，掺铒光纤放大器的第二端口 b2与带通滤波器的第一端口 Cl连接，带通滤波器的第二端口 c2与第一偏振器的第一端口 dl连接，第一偏振器的第二端口 d2与第一隔离器的第一端口 Π连接。信号源9与第二偏振器的第一端口 d3连接，第二偏振器的第二端口 d4与第二隔离器的第一端口 f3连接，第一隔离器的第二端口 f2与合波器的第一端口 il连接，第二隔离器的第二端口 f4与合波器的第二端口 i2连接。信号源10与第三偏振器的第一端口 el连接，第三偏振器的第二端口 e2与第三隔离器的第一端口 gl连接，合波器的第三端口 i3与光纤耦合器的第一端口 hi连接，第三隔离器的第二端口 g2与光纤耦合器的第二端口 h2连接，光纤耦合器的第三端口 h3与第一光电转换器连接，光纤稱合器的第四端口 i4与第二光电转换器连接。可调节泵浦光的输出功率，计算光纤耦合器输出端口的不同输出功率，根据消光比判定逻辑器逻辑功能。图2显示了:在给定输入功率情况下，两输出端口的输出功率随泵浦光功率变化的逻辑器特性曲线。两曲线的交点意味着输出光信号的路径转变，此时的泵浦功率称为阈值功率。表1表示选择一个泵浦功率，根据不同的输入组合得出的全光逻辑器的真值表。表中hi, h2和h3, h4分别表不光纤稱合器的输入输出端口，逻辑值“O”和“I”表不有无信号输入。尤7是消光比，用来判定输出逻辑值。表1hi |h2Xj2(dB)h3JMdB)MI O-10.65 ~ O — 10.65I: 17.83 I — -17.83 O —_AMDgate__XOR gate 本专利技术全光逻辑器的实现过程: 1.根据开关特性曲线，找出光纤耦合器的阈值功率。2.根据耦合器的阈值功率，选择不同的泵浦功率，同时结合不同的输入组合，实现不同的光开关逻辑门。以上对本专利技术的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本专利技术提供的思想，在【具体实施方式】上会有改变之处，而这些改变也应视为本专利技术的保护范围。【权利要求】1.基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器，其特征在于:包括泵浦源(1-1)，掺铒光纤放大器(2-1)，带通滤波器(3-1)，第一偏振控制器(4-1)、第二偏振控制器(4-2)和第三偏振控制器(4-3)，第一光隔离器(5-1)、第二光隔离器(5-2)和第三光隔离器(5-3),合波器(6-1),光纤稱合器(7-1),第一光电转换器(8-1)和第二光电转换器(8-2),第一信号源(9)和第二信号源(10)； 泵浦源与掺铒光纤放大器的第一端口(bl)连接，掺铒光纤放大器的第二端口(b2)与带通滤波器的第一端口(Cl)连接，带通滤波器的第二端口(c2)与第一偏振器的第一端口(本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器，其特征在于：包括泵浦源(1?1)，掺铒光纤放大器(2?1)，带通滤波器(3?1)，第一偏振控制器(4?1)、第二偏振控制器(4?2)和第三偏振控制器(4?3)，第一光隔离器(5?1)、第二光隔离器(5?2)和第三光隔离器(5?3)，合波器(6?1)，光纤耦合器(7?1)，第一光电转换器(8?1)和第二光电转换器(8?2)，第一信号源(9)和第二信号源(10)；泵浦源与掺铒光纤放大器的第一端口(b1)连接，掺铒光纤放大器的第二端口(b2)与带通滤波器的第一端口(c1)连接，带通滤波器的第二端口(c2)与第一偏振器的第一端口(d1)连接，第一偏振器的第二端口(d2)与第一隔离器的第一端口(f1)连接；信号源(9)与第二偏振器的第一端口(d3)连接，第二偏振器的第二端口(d4)与第二隔离器的第一端口(f3)连接，第一隔离器的第二端口(f2)与合波器的第一端口(i1)连接，第二隔离器的第二端口(f4)与合波器的第二端口(i2)连接；信号源(10)与第三偏振器的第一端口(e1)连接，第三偏振器的第二端口(e2)与第三隔离器的第一端口(g1)连接，合波器的第三端口(i3)与光纤耦合器的第一端口(h1)连接，第三隔离器的第二端口(g2)与光纤耦合器的第二端口(h2)连接，光纤耦合器的第三端口(h3)与第一光电转换器连接，光纤耦合器的第四端口(i4)与第二光电转换器连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李齐良，袁洪良，胡淼，唐向宏，曾然，魏一振，周雪芳，卢旸，钱正丰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：