基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制全光邏輯器，包括泵浦源、摻鉺光纖放大器、帶通濾波器、三偏振控制器，三光隔離器、合波器、信號(hào)源、光纖耦合器。泵浦光依次通過摻鉺光纖放大器、帶通濾波器、第一偏振器、第一光隔離器與合波器的第一端口連接；信號(hào)光依次通過第二偏振器、第二光隔離器與合波器的第二端口連接；合波器的公共端口與光纖耦合器的第一端口連接，第二束信號(hào)光通過第三偏振器、第三光隔離器與光纖耦合器的第二端口連接；光纖耦合器的兩輸出端口分別與光電轉(zhuǎn)換器連接。本發(fā)明全光邏輯器利用交叉相位調(diào)制，產(chǎn)生光克爾效應(yīng)，具有靈敏度高，開關(guān)速度快等有優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器。
【背景技術(shù)】
[0002]全光開關(guān)邏輯器作為全光網(wǎng)絡(luò)的基石、組成全光交換核心單元的重要器件，引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。在未來光通信技術(shù)的發(fā)展過程中，離不開光開關(guān)技術(shù)的發(fā)展。光邏輯器是一種具有多個(gè)可供選擇的輸入、輸出端口，可以將任意的輸入端口的光信號(hào)轉(zhuǎn)換到任意輸出端口的光通路轉(zhuǎn)換器件，光邏輯器的作用是能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)在光網(wǎng)絡(luò)中傳輸線路或集成光路等不同的光通路上進(jìn)行快速倒換或邏輯操作?；诜菍?duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器不僅在理論上實(shí)現(xiàn)了不同的邏輯光開關(guān)，而且還具有開關(guān)響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)其它全光開關(guān)邏輯器的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器，具有靈敏度高，開關(guān)響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于全光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器，包括泵浦源，摻鉺光纖放大器，帶通濾波器，第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，第一光隔離器、第二光隔離器和第三光隔離器，合波器，光纖耦合器，第一光電轉(zhuǎn)換器和第二光電轉(zhuǎn)換器，第一信號(hào)源和第二信號(hào)源。泵浦源與摻鉺光纖放大器的第一端口連接，摻鉺光纖放大器的第二端口與帶通濾波器的第一端口連接，帶通濾波器的第二端口與第一偏振器的第一端口連接，第一偏振器的第二端口與第一隔離器的第一端口連接。信號(hào)源與第二偏振器的第一端口連接，第二偏振器的第二端口與第二隔離器的第一端口連接，第一隔離器的第二端口與合波器的第一端口連接，第二隔離器的第二端口與合波器的第二端口連接。信號(hào)源與第三偏振器的第一端口連接，第三偏振器的第二端口與第三隔離器的第一端口連接，合波器的第三端口與光纖耦合器的第一端口連接，第三隔離器的第二端口與光纖耦合器的第二端口連接，光纖耦合器的第三端口與第一光電轉(zhuǎn)換器連接，光纖耦合器的第四端口與第二光電轉(zhuǎn)換器連接。
[0004]優(yōu)選的，合波器的第一端口為50%端口，第二端口為50%端口。
[0005]優(yōu)選的，該光纖耦合器(7-1)的交叉耦合系數(shù)為0.5。
[0006]優(yōu)選的，信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)波長(zhǎng)范圍為1500nm-1550nm，功率為10mW。
[0007]優(yōu)選的，泵浦源所產(chǎn)生的泵浦波波長(zhǎng)范圍為800_900nm，功率范圍為O?4kW。
[0008]本發(fā)明的特點(diǎn)是在光纖耦合器的第一輸入端口，通過合波器加入一束強(qiáng)度可調(diào)的強(qiáng)泵浦光，利用光克爾效應(yīng)，產(chǎn)生交叉相位調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)光的邏輯器轉(zhuǎn)換功能。
[0009]本發(fā)明利用摻鉺光纖放大器將輸入泵浦光放大，經(jīng)合波器和信號(hào)光一起進(jìn)入光纖耦合器，由于交叉相位調(diào)制的作用，引起耦合器中傳輸?shù)墓獾南辔蛔兓?，從而改變了輸出光的路徑，?shí)現(xiàn)邏輯器轉(zhuǎn)換功能。
[0010]本發(fā)明全光邏輯器具有靈敏度高，開關(guān)響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，特別適合全光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制全光邏輯器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為輸出光功率隨泵浦光功率變化的邏輯器特性曲線。
[0013]圖2中&表不光纖f禹合器第三端口(h3)的輸出功率，盡表不光纖I禹合器第四端口(h4)的輸出功率。
【具體實(shí)施方式】[0014]如圖1所示，本實(shí)施例基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器包括泵浦源1-1，摻鉺光纖放大器2-1，帶通濾波器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，第一光隔離器5-1、第二光隔離器5-2和第三光隔離器5-3，合波器6_1，光纖稱合器7-1，第一光電轉(zhuǎn)換器8-1和第二光電轉(zhuǎn)換器8-2,第一信號(hào)源9和第二信號(hào)源
10。泵浦源1-1所產(chǎn)生的泵浦波波長(zhǎng)范圍為1530nm-1570nm，功率范圍為(T4kW。信號(hào)源9、10產(chǎn)生的信號(hào)波長(zhǎng)范圍為1500nm-1550nm，功率為10mW。
[0015]泵浦源與摻鉺光纖放大器的第一端口 bl連接，摻鉺光纖放大器的第二端口 b2與帶通濾波器的第一端口 Cl連接，帶通濾波器的第二端口 c2與第一偏振器的第一端口 dl連接，第一偏振器的第二端口 d2與第一隔離器的第一端口 Π連接。信號(hào)源9與第二偏振器的第一端口 d3連接，第二偏振器的第二端口 d4與第二隔離器的第一端口 f3連接，第一隔離器的第二端口 f2與合波器的第一端口 il連接，第二隔離器的第二端口 f4與合波器的第二端口 i2連接。信號(hào)源10與第三偏振器的第一端口 el連接，第三偏振器的第二端口 e2與第三隔離器的第一端口 gl連接，合波器的第三端口 i3與光纖耦合器的第一端口 hi連接，第三隔離器的第二端口 g2與光纖耦合器的第二端口 h2連接，光纖耦合器的第三端口 h3與第一光電轉(zhuǎn)換器連接，光纖稱合器的第四端口 i4與第二光電轉(zhuǎn)換器連接。
[0016]可調(diào)節(jié)泵浦光的輸出功率，計(jì)算光纖耦合器輸出端口的不同輸出功率，根據(jù)消光比判定邏輯器邏輯功能。
[0017]圖2顯示了:在給定輸入功率情況下，兩輸出端口的輸出功率隨泵浦光功率變化的邏輯器特性曲線。兩曲線的交點(diǎn)意味著輸出光信號(hào)的路徑轉(zhuǎn)變，此時(shí)的泵浦功率稱為閾值功率。
[0018]表1表示選擇一個(gè)泵浦功率，根據(jù)不同的輸入組合得出的全光邏輯器的真值表。表中hi, h2和h3, h4分別表不光纖稱合器的輸入輸出端口，邏輯值“O”和“I”表不有無信號(hào)輸入。尤7是消光比，用來判定輸出邏輯值。
[0019]表1
hi |h2Xj2(dB)h3JMdB)M
I O-10.65 ~ O — 10.65I: 17.83 I — -17.83 O —_AMDgate__XOR gate 本發(fā)明全光邏輯器的實(shí)現(xiàn)過程:
1.根據(jù)開關(guān)特性曲線，找出光纖耦合器的閾值功率。
[0020]2.根據(jù)耦合器的閾值功率，選擇不同的泵浦功率，同時(shí)結(jié)合不同的輸入組合，實(shí)現(xiàn)不同的光開關(guān)邏輯門。
[0021]以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及原理進(jìn)行了詳細(xì)說明，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，依據(jù)本發(fā)明提供的思想，在【具體實(shí)施方式】上會(huì)有改變之處，而這些改變也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于非對(duì)稱耦合器交叉相位調(diào)制的全光邏輯器，其特征在于:包括泵浦源(1-1)，摻鉺光纖放大器(2-1)，帶通濾波器(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)，第一光隔離器(5-1)、第二光隔離器(5-2)和第三光隔離器(5-3),合波器(6-1),光纖稱合器(7-1),第一光電轉(zhuǎn)換器(8-1)和第二光電轉(zhuǎn)換器(8-2),第一信號(hào)源(9)和第二信號(hào)源(10)； 泵浦源與摻鉺光纖放大器的第一端口(bl)連接，摻鉺光纖放大器的第二端口(b2)與帶通濾波器的第一端口(Cl)連接，帶通濾波器的第二端口(c2)與第一偏振器的第一端口(dl)連接，第一偏振器的第二端口(d2)與第一隔離器的第一端口(fl)連接；信號(hào)源(9)與第二偏振器的第一端口(d3)連接，第二偏振器的第二端口(d4)與第二隔離器的第一端口(f3)連接，第一隔離器的第二端口(f2)與合波器的第一端口(il)連接，第二隔離器的第二端口(f4)與合波器的第二端口(i2)連接；信號(hào)源(10)與第三偏振器的第一端口(el)連接，第三偏振器的第二端口(e2)與第三隔離器的第一端口(gl)連接，合波器的第三端口(?3)與光纖耦合器的第一端口(hi)連接，第三隔離器的第二端口(g2)與光纖耦合器的第二端口(h2)連接,光纖I禹合器的第三端口(h3)與第一光電轉(zhuǎn)換器連接,光纖I禹合器的第四端口(i4)與第二光電轉(zhuǎn)換器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的全光邏輯器，其特征在于:光纖耦合器(7-1)的交叉耦合系數(shù)為 0.5。
3.如權(quán)利要求1所述的全光邏輯器，其特征在于:合波器(6-1)的第一端口(il)為50%端口，第二端口(i2)為50%端口。
4.如如權(quán)利要 求1至3中任一項(xiàng)所述的全光邏輯器，其特征在于:第一信號(hào)源(9)和第二信號(hào)源(10)產(chǎn)生的信號(hào)波長(zhǎng)范圍均為1500nm-1550nm，功率為10mW。
5.如如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的全光邏輯器，其特征在于:泵浦源(1-1)所產(chǎn)生的泵浦波波長(zhǎng)范圍為800-900nm，功率范圍為(T4kW。
【文檔編號(hào)】G02F1/035GK103529569SQ201310477795
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】李齊良, 袁洪良, 胡淼, 唐向宏, 曾然, 魏一振, 周雪芳, 盧旸, 錢正豐 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)