環(huán)中偏置放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了環(huán)中偏置光放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，包括信號(hào)源，環(huán)形器，帶通濾波器，耦合器,半導(dǎo)體光放大器，非線性光纖。信號(hào)光經(jīng)過(guò)環(huán)形器，被耦合器分為相向傳輸?shù)膬墒猓豁槙r(shí)針光依次通過(guò)帶通濾波器、半導(dǎo)體光放大器、帶通濾波器，然后又回到耦合器；逆時(shí)針光依次通過(guò)帶通濾波器、半導(dǎo)體光放大器、帶通濾波器，然后回到耦合器；兩束光同時(shí)再次到達(dá)耦合器，經(jīng)過(guò)耦合器后分成兩束光從環(huán)形器輸出。本發(fā)明全光邏輯器利用克爾效應(yīng)，產(chǎn)生自相位和交叉相位調(diào)制，有輸出邏輯值組合多，響應(yīng)速度快，開光增益小等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】環(huán)中偏置放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種環(huán)中偏置光放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器。

【背景技術(shù)】
[0002]全光邏輯器是全光信號(hào)處理包括判決、再生、計(jì)算等過(guò)程所需要的關(guān)鍵器件，也是實(shí)現(xiàn)光子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，因此引起了廣泛的關(guān)注。全光邏輯器是一種多輸入輸出端口器件，其本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)從任意輸入端到任意輸出端之間的交換，從而完成一定的邏輯功能。半導(dǎo)體光放大器因其體積小，工作波長(zhǎng)范圍寬，響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，成為研究光邏輯操作器件的首選。Sagnac干涉儀能保證光信號(hào)經(jīng)過(guò)共同的光通路，因此具有很好的互異性和抗干擾能力，具有廣泛的應(yīng)用。Sagnac環(huán)中相向傳輸?shù)膬墒獾南辔徊顩Q定信號(hào)從哪個(gè)端口輸出。環(huán)中偏置光放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器通過(guò)調(diào)節(jié)放大器的增益或信號(hào)光的相位差在理論上實(shí)現(xiàn)了多種邏輯運(yùn)算。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)其它全光邏輯器的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種環(huán)中偏置放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，具有開光增益小，邏輯功能多，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于全光網(wǎng)絡(luò)中。
[0004]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
本發(fā)明包括信號(hào)源(1-1、1-2)，環(huán)形器(2-1、2-2)，帶通濾波器(3-1、3-2)，耦合器(4)，半導(dǎo)體光放大器(5),非線性光纖(6-1、6-2、6-3、6_4)。環(huán)形器(2_1)的第一端口(al)與信號(hào)源(1-1)連接，第二端口(a2)與耦合器(4)的第一端口(Cl)連接，第三端口(a3)作為輸出端A。環(huán)形器(2-2)的第一端口(bl)與信號(hào)源(1-2)連接，第二端口(b2)與耦合器(4)的第二端口(c2)連接，第三端口(b3)作為輸出端B。用非線性光纖(6-3)將耦合器(4)的第三端口(c3)與帶通濾波器(3-1)的第一端口(dl)連接，用非線性光纖(6-4)將耦合器
[4]的第四端口(c4)與帶通濾波器(3-2)的第一端口(el)連接。用非線性光纖(6_2)將半導(dǎo)體光放大器(5)的第一端口(fl)與帶通濾波器(3-1)的第二端口(d2)連接，用非線性光纖(6-1)將半導(dǎo)體光放大器(5)的第二端口(f2)與帶通濾波器(3-2)的第二端口(e2)連接。
[0005]當(dāng)只有耦合器和非線性光纖時(shí)，就構(gòu)成Sagnac干涉儀，并稱非線性光纖組成的環(huán)為Sagnac環(huán),所以稱本發(fā)明是在Sagnac環(huán)中偏置放大器。
[0006]優(yōu)選的，信號(hào)源(1-1)、(1-2)產(chǎn)生的信號(hào)波長(zhǎng)范圍為1500nm-1600nm，功率為I W。
[0007]優(yōu)選的，稱合器(4)是3 dB稱合器。
[0008]優(yōu)選的，半導(dǎo)體光放大器(5)的飽和增益為30 dB。
[0009]優(yōu)選的,非線性光纖(6-1、6-2、6-3、6-4)是基于氧化秘材料的高非線性光纖,非線性系數(shù)高達(dá)1360 W—Vkm。
[0010]本發(fā)明的特點(diǎn)是輸入信號(hào)光，將半導(dǎo)體光放大器非對(duì)稱放置在Sagnac環(huán)中，利用克爾效應(yīng)，在改變半導(dǎo)體光放大器的增益時(shí)可以改變Sagnac環(huán)中相向傳輸?shù)膬墒獾南辔徊?，從而?shí)現(xiàn)信號(hào)光的邏輯轉(zhuǎn)換功能。
[0011]本發(fā)明利用環(huán)中非對(duì)稱放置的半導(dǎo)體光放大器，對(duì)相向傳輸?shù)膬墒猱a(chǎn)生不同的自相位調(diào)制和交叉相位調(diào)制感應(yīng)的非線性相移，從而改變了兩束光的相位差，實(shí)現(xiàn)邏輯器轉(zhuǎn)換功能。
[0012]本發(fā)明全光邏輯器具有邏輯值組合多，開光增益小，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于全光網(wǎng)絡(luò)中。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明環(huán)中偏置光放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為信號(hào)光初始相位差為O時(shí)，輸出光功率隨半導(dǎo)體光放大器增益變化的邏輯器輸出特性曲線。左圖輸入功率為al=lW，bl=0W，右圖輸入功率為al=lW，bl=lW。
[0015]圖3為半導(dǎo)體光放大器增益為5時(shí)，輸出光功率隨信號(hào)光初始相位差變化的邏輯器輸出特性曲線。左圖輸入功率為al=lW，bl=0W，右圖輸入功率為al=lW，bl=lW。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，本實(shí)施例環(huán)中偏置光放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器包括信號(hào)源(1-1、1-2)，環(huán)形器(2-1、2-2)，帶通濾波器(3-1、3-2)，耦合器(4)，半導(dǎo)體光放大器(5),非線性光纖(6-1、6-2、6-3、6_4)。信號(hào)源(1_1、1_2)所產(chǎn)生的泵浦波波長(zhǎng)范圍為1500nm-1600nm，功率為I W。帶通濾波器(2_1、2_2)可調(diào)帶寬范圍1500nm-1600nm。半導(dǎo)體光放大器(5)的飽和增益為30 dB,非線性光纖(6-1、6-2、6-3、6-4)的非線性系數(shù)為1360r7km。
[0018]環(huán)形器2-1的第一端口(al)與信號(hào)源1_1連接，第二端口(a2)與耦合器4的第一端口(Cl)連接，第三端口(a3)作為輸出端A。環(huán)形器2-2的第一端口(bl)與信號(hào)源1_2連接，第二端口(b2)與耦合器4的第二端口(c2)連接，第三端口(b3)作為輸出端B。用非線性光纖6-3將耦合器4的第三端口(c3)與帶通濾波器3-1的第一端口(dl)連接，用非線性光纖6-4將耦合器4的第四端口(c4)與帶通濾波器3-2的第一端口(el)連接。用非線性光纖6-2將半導(dǎo)體光放大器5的第一端口(Π)與帶通濾波器3-1的第二端口(d2)連接，用非線性光纖6-1將半導(dǎo)體光放大器5的第二端口(f2)與帶通濾波器3-2的第二端口(e2)連接。
[0019]調(diào)節(jié)半導(dǎo)體光放大器的增益，計(jì)算Sagnac干涉儀兩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。
[0020]圖2顯不了:在給定信號(hào)光輸入情況下,兩輸出端口的輸出功率隨半導(dǎo)體光放大器增益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)的增益值稱為開關(guān)增益。
[0021]圖3顯示了:在半導(dǎo)體光放大器增益為5時(shí)，輸出光功率隨信號(hào)光初始相位差變化的邏輯器輸出特性曲線。右圖兩曲線的交點(diǎn)意味著輸出光信號(hào)的路徑轉(zhuǎn)變。
[0022]表I為信號(hào)光初始相位差為O時(shí)，半導(dǎo)體光放大器增益為10時(shí),全光邏輯器真值表。
[0023]表1

【權(quán)利要求】
1.環(huán)中偏置放大器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，包括信號(hào)源，帶通濾波器，環(huán)形器，耦合器，半導(dǎo)體光放大器，非線性光纖，其特征在于: 環(huán)形器(2-1)的第一端口(al)與信號(hào)源(1-1)連接，第二端口(a2)與耦合器⑷的第一端口(Cl)連接，第三端口(a3)作為輸出端A ;環(huán)形器(2-2)的第一端口(bl)與信號(hào)源(1-2)連接，第二端口(b2)與耦合器(4)的第二端口(c2)連接，第三端口(b3)作為輸出端B ;非線性光纖(6-3)將耦合器(4)的第三端口(c3)與帶通濾波器(3-1)的第一端口(dl)連接，將耦合器(4)的第四端口(c4)與帶通濾波器(3-2)的第一端口(el)連接，將半導(dǎo)體光放大器(5)的第一端口(Π)與帶通濾波器(3-1)的第二端口(d2)連接，將半導(dǎo)體光放大器(5)的第二端口(f2)與帶通濾波器(3-2)的第二端口(e2)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其特征在于:信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)波長(zhǎng)范圍為1500nm-1600nm，功率為1W。
3.如權(quán)利要求1所述的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其特征在于:耦合器選用3dB耦合器。
4.如權(quán)利要求1所述的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其特征在于:半導(dǎo)體光放大器飽和增益為30 dB。
5.如權(quán)利要求1所述的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其特征在于:非線性光纖的非線性系數(shù)高達(dá)1360 W-Vkm。
【文檔編號(hào)】G02F3/00GK104166292SQ201410295550
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】李齊良, 朱夢(mèng)云, 張真, 李冬強(qiáng), 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)