專利名稱：一種基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及光信息處理和全光網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)基本元件，特別
是一種基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器。全光緩存器可 以緩存光信號，并且，緩存器的信號寫入和讀出控制也由光控制信號完成， 可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)隨機(jī)的數(shù)據(jù)讀取?？捎糜诠饫w通信系統(tǒng)、全光信號處理等 領(lǐng)域。主要是用于高速率光信號的緩存。
背景技術(shù)：
隨著信息社會的發(fā)展，人們對信息的需求和依賴與日俱增。 在可見的將來，以3D網(wǎng)絡(luò)游戲、IPTV、可視電話、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、 視頻會議、手機(jī)電視等為代表的下一代業(yè)務(wù)的出現(xiàn)和普及必將使得網(wǎng)絡(luò)從 傳統(tǒng)的語音、數(shù)據(jù)分離業(yè)務(wù)向語音、數(shù)據(jù)和圖像相結(jié)合、向多媒體視訊化 方向發(fā)展。這使得光通信網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量急劇增長。為了應(yīng)對這種"爆炸" 式增長，提升現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬和交換能力已經(jīng)成為一個(gè)刻不容緩的問題。在 網(wǎng)絡(luò)帶寬方面，40G光傳輸系統(tǒng)的研究和應(yīng)用正在如火如荼的開展，而利 用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)在單模光纖上實(shí)現(xiàn)T比特級的傳輸帶寬也有報(bào)道， 帶寬已不再是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。在交換方面，目前仍采用的是傳統(tǒng)的電路交換 方式，網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)仍對數(shù)據(jù)進(jìn)行光-電-光的變換，雖然電路由器已有很 大的發(fā)展，但是電子器件響應(yīng)時(shí)間及節(jié)點(diǎn)設(shè)備本身帶寬的限制決定了它有 限的發(fā)展空間，與未來超高速的光纖通信網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)不相適應(yīng)。
光分組交換QPS (Optical Packet Switching)技術(shù)是解決帶寬與交換矛 盾的一種有效方案，是網(wǎng)絡(luò)長遠(yuǎn)發(fā)展的一種優(yōu)先選擇。OPS是以光分組為單 位來承載業(yè)務(wù)，可直接在光域?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和交換，避開了電交換的制 約。從本質(zhì)上看，OPS是一個(gè)基于全光緩存器的存儲-轉(zhuǎn)發(fā)過程。全光緩存器可以提供節(jié)點(diǎn)對包頭信息的處理時(shí)間，完成全光網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)， 還可以在不同用戶對通道爭用時(shí)提供解決方案。另一個(gè)更為重大的意義是: 正如開關(guān)和存儲構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)字電路的基礎(chǔ)，如果光存儲技術(shù)得以突破， 理論上講，將數(shù)字電路的功能轉(zhuǎn)移到光域的進(jìn)程就邁進(jìn)了一大步，將為"光 子時(shí)代"帶來曙光。但是，由于光子是波色子，沒有靜質(zhì)量，所以實(shí)現(xiàn)光 隨機(jī)存儲具有相當(dāng)難度，以至于光內(nèi)存現(xiàn)在仍處于比較原始的階段，還沒 有光RAM的出現(xiàn)，因此對全光緩存技術(shù)的研究勢在必行。
理想的全光緩存器是一個(gè)無需光-電-光轉(zhuǎn)換，可由隨機(jī)光信號控制光數(shù) 據(jù)流寫入和讀出的器件。國際上對全光緩存器的研究十分重視，也提出了 很多方案和實(shí)驗(yàn)報(bào)道。利用光信號在光纖中的延時(shí)傳輸是最早用于光信號 緩存也是最接近實(shí)用的一種方案。常見的幾種實(shí)現(xiàn)方式為
1、 延時(shí)線+光開關(guān)——利用光纖的延時(shí)特性配合光開關(guān)構(gòu)成。具體形式 上，可以用不同的延時(shí)線配合開關(guān)形成不同組合完成可變的延時(shí)也可采用
多個(gè)光纖光柵(FBG)或啁啾光纖光柵(CFBG)配合快速可調(diào)諧波長變換器 來改變延時(shí)量。這種方案難以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)的信號讀/寫，不是真正意義的全光 緩存器；
2、 光纖結(jié)構(gòu)法布里-珀羅腔+光開關(guān)(即F-P腔+光開關(guān))——通過在光 纖兩端加反射率可調(diào)反射鏡，使光信號在腔內(nèi)存活(緩存)并通過改變反 射鏡的透射率完成寫入和讀出，這種方案的一個(gè)典型代表由Agarwal A.提 出(Anjali Agarwal， Li jun Wang, Yikai su and Prem Kumar. "All-optical loadable and erasable storage buffer based on parametric nonlinearity in fiber" 0FC 2001，ThH5— 1,2001)。兩個(gè)由3dB耦合器 構(gòu)成的光纖全反鏡構(gòu)成F-P腔，作為后腔鏡的光纖環(huán)中插入一段色散位移光纖(DSF)。將光信號注入腔內(nèi)后信號將在兩個(gè)光纖全反鏡間傳輸獲得延時(shí) 緩存，期間相位敏感的參量放大過程為信號提供了增益。當(dāng)需要讀出時(shí)，
將控制光脈沖注入作為后腔鏡的光纖環(huán)與光信號發(fā)生交叉相位調(diào)制(XPM)
作用，改變光纖全反鏡的透射特性，使緩存信號讀出。這種方案的結(jié)構(gòu)的比
較復(fù)雜，F(xiàn)-P腔結(jié)構(gòu)由兩個(gè)光纖全反鏡構(gòu)成，存儲信號的長度主要由光纖環(huán) 的長度決定而不是F-P腔腔長決定。讀出控制光必須是與信號匹配的光時(shí)鐘 脈沖且在控制時(shí)需要與信號嚴(yán)格同步，此外相位敏感的參量放大過程需要 注意抽運(yùn)光與信號之間的相位關(guān)系，不便實(shí)施。
另一種方案可見于專利申請?zhí)?200510011883.7"，名稱為"一種改進(jìn) 光纖型全光緩存器性能的方法"。該專利申請所提到的F-P腔+光開關(guān)全光緩 存方案與上面提到的類似，仍兩個(gè)由3dB耦合器構(gòu)成的光纖全反鏡構(gòu)成F-P 腔，主要區(qū)別在于光纖全反鏡中插入一個(gè)半導(dǎo)體光放大器(SOA)作為非線 性相移器件用于實(shí)現(xiàn)讀、寫控制，控制原理是利用控制光與信號光在SOA里 的XPM作用改變一路信號光的相位進(jìn)而改變光纖全反鏡的透射特性完成操 作。該方案的控制脈沖也需要是與信號匹配的光時(shí)鐘脈沖，并且SOA在產(chǎn)生 XPM的同時(shí)會產(chǎn)生交叉增益調(diào)制(XGM)，使得輸出的信號惡化。此外，所使 用SOA的載流子恢復(fù)時(shí)間的快慢將限制讀寫操作速度，對緩存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率 一定限制。
3、光纖環(huán)結(jié)構(gòu)——通過開關(guān)切換將待緩存信號引入光纖環(huán)，使數(shù)據(jù)在 環(huán)內(nèi)繞行完成緩存并可在環(huán)內(nèi)提供增益以延長光信號存活時(shí)間。當(dāng)需要讀 出時(shí)，由開光切換將數(shù)據(jù)引出，其中雙環(huán)耦合全光緩存器是一種典型設(shè)計(jì) (專利申請?zhí)?02153429.2"，名稱"雙環(huán)耦合全光緩存器")。這種方案具有比較好的效果，但是由于兩個(gè)環(huán)路形成的是一種干涉儀結(jié)構(gòu)，對兩個(gè)環(huán) 路的對稱性要求較高，環(huán)境溫度、振動等變化也會系統(tǒng)性能造成影響。易 受到偏振變化或非線性相移的影響，工作穩(wěn)定性的保持有一定困難，開關(guān) 的控制信號也往往需要脈沖信號或者與緩存信號同步的時(shí)鐘信號，對相位 調(diào)制信號的緩存不易實(shí)現(xiàn)?？傮w看來，這些基于光纖結(jié)構(gòu)的緩存方案中， 簡單的延時(shí)線+開關(guān)方案由于不具備讀寫功能，不是真正意義上的全光緩
存；不帶增益的延時(shí)結(jié)構(gòu)由于信號的衰減，緩存時(shí)間容易受限；由電光開 關(guān)控制的延時(shí)組合或讀/寫方案最終會受制于"電子瓶頸"，不能達(dá)到全光 網(wǎng)絡(luò)的要求。近年來，利用半導(dǎo)體微環(huán)結(jié)構(gòu)和通過降低光信號在光纖中群 速度的"慢光"效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光信號的延時(shí)緩存也吸引了眾多研究者的注意。 但是兩種方法由于工藝和原理上的原因，離真正實(shí)用尚有較長的路要走。
歸納現(xiàn)有的方案可以看出，由光控光開關(guān)控制的帶增益反饋腔結(jié)構(gòu)可以 保證足夠的緩存時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速的讀、寫、擦除等功能，是比較接近實(shí)用 的方案，但是在開關(guān)方式的靈活性、方便性、工作的穩(wěn)定性以及對數(shù)據(jù)調(diào) 制方式、碼率的透明性方面還需提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種與上述方案完全不同的光緩存器， 一種基 于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，它適用于Gb/s (p秒級) 到幾百Gb/s速率(亞p秒級)的光信號存儲，采用直流光作為讀、寫控制 光，對信號的調(diào)制格式?jīng)]有限制。
本發(fā)明的緩存器，由光輸入模塊l、緩存控制單元2、光帶通濾波器6 構(gòu)成，其特征在于控制光與信號光通過光輸入模塊1合為一路并注入緩 存控制單元2，緩存控制單元2由前腔鏡3和后腔鏡4構(gòu)成一個(gè)法布里一珀羅腔結(jié)構(gòu)，即F-P腔結(jié)構(gòu)，將高非線性光纖5置于腔內(nèi)，利用不同波長的 控制光與信號光在高非線性光纖中的四波混頻作用，實(shí)現(xiàn)光信號的寫入和
讀出，控制光可在緩存時(shí)為信號光提供增益，光帶通濾波器6用于選擇輸
出被讀出的光信號。
為了達(dá)到本發(fā)明所述的目的，具體實(shí)施歩驟如下
1) 用波分器或光耦合器構(gòu)成光輸入模塊1，它將控制光、信號光合為 一路注入緩存控制單元2。
2) 利用一對具有相同反射頻率"i的光纖布拉格光柵作為前腔鏡3和后
腔鏡4構(gòu)成一個(gè)法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)，并將高非線性光纖5置于腔內(nèi)；或由
一個(gè)光纖全反鏡代替光纖布拉格光柵作為前腔鏡3并和反射頻率為c^的光 纖布拉格光柵后腔鏡4構(gòu)成一個(gè)法布里一珀腔結(jié)構(gòu)，并將高非線性光纖5 置于腔內(nèi)。由于光纖布拉格光柵只對確定的一個(gè)頻率范圍"l反射而對其他 頻率的光透明，因此寫入控制光和信號光可以直接注入到腔內(nèi)(或在腔內(nèi) 注入)。
3) 高非線性光纖5置于F—P腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部，用以實(shí)現(xiàn)控制光與信號光 之間的非線性作用，即實(shí)現(xiàn)四波混頻過程，完成寫入、讀出操作。當(dāng)控制 光和信號光進(jìn)入腔內(nèi)的高非線性光纖后，由于產(chǎn)生四波混頻過程，實(shí)現(xiàn)對 信號光的波長變換。通過選擇控制光的波長，能夠使得轉(zhuǎn)換后的光信號對 準(zhǔn)光纖布拉格光柵的反射頻率，信號光將在腔內(nèi)往復(fù)傳輸，實(shí)現(xiàn)緩存。
4) 控制光在讀出控制到來之前可以持續(xù)為緩存信號提供增益，以補(bǔ)償 光信號在腔內(nèi)的損耗，以確保足夠的緩存時(shí)間。5) 當(dāng)需要讀出時(shí)，另一波長的讀出控制光進(jìn)入緩存控制單元2，讀出 控制光與被緩存的光信號在高非線性光纖內(nèi)產(chǎn)生新的四波混頻過程，緩存 信號被復(fù)制到一個(gè)新的波長上，完成信號從腔內(nèi)的讀出。
6) 選擇合適的濾波器濾出從腔內(nèi)讀出的光信號，實(shí)現(xiàn)緩存器的最終輸出。
7) 當(dāng)控制光全部消失后，由于腔內(nèi)的損耗作用，會使被緩存的信號衰
減消失，緩存器被清空。
本發(fā)明的優(yōu)勢和積極效果(1)、本發(fā)明所提出的全光緩存器結(jié)構(gòu)簡
單，存儲容量大，可實(shí)現(xiàn)隨機(jī)讀出，實(shí)用性強(qiáng)；(2)、在控制方面采用了光 纖中的參量過程，因此具有極高的響應(yīng)速度(f秒量級)，可緩存幾百Gb/s 速率的信號，對緩存信號的調(diào)制格式?jīng)]有限制；(3)、本發(fā)明所采用的讀、 寫控制光為直流光，避免了其他類型讀、寫光開關(guān)需要時(shí)鐘光脈沖和同步 的要求；(4)、在緩存期間，參量過程可以為光信號提供增益，以獲得足夠 的緩存時(shí)間。對于高非線性光纖可以用其他具有相tl特性的高非線性介質(zhì) 代替，如高非線性光子晶體光纖。


圖1是本發(fā)明基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光 緩存器示意圖。
圖中，l光輸入模塊，2緩存控制單元，6光帶通濾波器；
其中2緩存控制單元由3前腔鏡、4后腔鏡以及5高非線性光纖構(gòu)成。
圖2光纖布拉格光柵對結(jié)構(gòu)型高非線性光纖的F—P腔結(jié)構(gòu)全光緩存器 示意圖。圖中，l光輸入模塊由3X1波分復(fù)用器WDM或3dB耦合器構(gòu)成，作 光輸入模塊，可將寫入、讀出和信號光耦合為一路；
2緩存控制單元；
3前腔鏡以光纖布格光柵為前腔鏡；
4后腔鏡以中心頻率與前腔鏡相同的光纖布拉格光柵為后腔鏡； 5高非線性光纖； 6光帶通濾波器；
其中3、 4腔鏡為光纖布拉格光柵對結(jié)構(gòu)，3、 4腔鏡組成F-P腔結(jié)構(gòu)， 緩存控制單元2由光纖布拉格光柵對3、 4和高非線性光纖5構(gòu)成。
圖3光纖全反鏡+光纖布拉格光柵結(jié)構(gòu)型高非線性光纖的F-P腔結(jié)構(gòu)全 光緩存器示意圖。
圖中，l光輸入模塊由波分復(fù)用器和光耦合器9構(gòu)成，2緩存控制單 元，3前腔鏡它是一個(gè)光纖全反射鏡，是由3dB光耦合器7的兩個(gè)輸出端 相連接構(gòu)成一個(gè)環(huán)路8而形成的一個(gè)光纖全反射鏡，4后腔鏡由光纖布拉 格光柵構(gòu)成，5高非線性光纖，6光帶通濾波器，9光耦合器；
其中，波分復(fù)用器將控制光和信號光合為一路構(gòu)成光輸入模塊l，光耦 合器9將光輸入模塊1的輸出引入F-P腔內(nèi)。以光纖全反鏡作前腔鏡3和 以光纖布拉格光柵作后腔鏡4組成F-P腔結(jié)構(gòu)。
緩存控制單元2由光纖全反射鏡構(gòu)成的前腔鏡3、光纖布拉格光柵構(gòu)成 的后腔鏡4和高非線性光纖5構(gòu)成。圖4變數(shù)據(jù)長度型結(jié)構(gòu)的高非線性光纖F-P腔結(jié)構(gòu)全光緩存器示意圖。
圖中，l光輸入模塊由NX1波分復(fù)用器和耦合器9構(gòu)成，2緩存控制 單元，3前腔鏡它是一個(gè)光纖全反射鏡，是由3dB光耦合器7的兩個(gè)輸出 端相連接構(gòu)成一個(gè)環(huán)路8而形成的一個(gè)光纖全反鏡，4后腔鏡由n個(gè)中心 頻率不同的布拉格光柵串聯(lián)而成，5高非線性光纖，6光帶通濾波器，9光
賴合器；
其中，NX 1波分復(fù)用器將控制光和信號光合為一路構(gòu)成光輸入模塊1， 光耦合器9將光輸入模塊1的輸出引入F-P腔內(nèi)。
以光纖全反射鏡作前腔鏡3和以n個(gè)中心頻率不同的光纖布拉格光柵串 聯(lián)為4組成F-P腔結(jié)構(gòu)；n表示光纖布拉格光柵的數(shù)目。
緩存控制單元2由光纖全反射鏡構(gòu)成的前腔鏡3、不同頻率的n個(gè)光纖 布拉格光柵構(gòu)成的后腔鏡4和高非線性光纖5構(gòu)成。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明
緩存器實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示，包括光輸入模塊1、緩存控制單元2、以 及一個(gè)帶通濾波器6，其中帶通濾波器6為現(xiàn)有技術(shù)部件。寫入控制光(頻 率為(D3)與信號光(頻率為0)2)可以在光輸入端耦合后進(jìn)入緩存控制單元 2，緩存控制單元2中的兩個(gè)腔鏡3， 4構(gòu)成一個(gè)法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)，可以 使頻率為W的光信號在腔內(nèi)往復(fù)傳輸。當(dāng)控制光與信號光在腔內(nèi)的高非線 性光纖5中發(fā)生四波混頻過程并滿足2a)3-Q)2，i時(shí)，信號光數(shù)據(jù)將被復(fù)制在 頻率為a^的四波混頻分量上，被法布里-珀羅腔鎖存。寫入控制光持續(xù)存在 為緩存信號提供增益以補(bǔ)償信號在腔內(nèi)的損耗，獲得足夠的緩存時(shí)間。當(dāng)需要將信號讀出時(shí)，頻率為CD4的讀出控制光在光輸入端耦合后進(jìn)入緩存及 控制單元并與緩存信號發(fā)生新的四波混頻過程，產(chǎn)生0)5 (2cO廠Cd,5)的光 信號，該光信號通過帶通濾波器6后形成緩存器的讀出信號輸出，最終完 成光控的隨機(jī)讀寫緩存操作。當(dāng)所有的控制光消失后，腔內(nèi)的光信號會由 于衰減消失，緩存器被清空。需要注意的是，法布里-珀羅腔所提供的單次 信號傳輸時(shí)間應(yīng)大于信號持續(xù)時(shí)間的二分之一，以防止緩存信號形成時(shí)鐘 振蕩c
本發(fā)明的緩存器中，光輸入模塊l、緩存控制單元2有多種組合方案，
下面給出幾種
實(shí)施例l:參量過程控制的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，如圖2所
示，它利用一個(gè)3X1波分復(fù)用器(WDM) 1 (或者使用耦合器，WDM和耦合
器為現(xiàn)有技術(shù)部件)可以將頻率分別為C03、 0)4和C02的寫入、讀出和信號光
耦合為一路構(gòu)成光輸入模塊。光頻率的選擇滿足2a)3"o)2^0i和2cofcon5 兩個(gè)條件。中心反射頻率同為om的光纖布拉格光柵對作為腔鏡3和4構(gòu)成 一個(gè)法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu),所采用的光纖布拉格光柵為現(xiàn)有技術(shù)部件。當(dāng)需 要信號寫入時(shí)，寫入控制光和信號光直接通過腔鏡3進(jìn)入腔內(nèi)并在高非線 性光纖5中發(fā)生四波混頻過程。所產(chǎn)生的四波混頻分量復(fù)制了信號光的信 息并被法布里-珀羅腔的兩個(gè)腔鏡多次反射，形成往復(fù)傳輸，得到延時(shí)緩存。 在需要讀出之前，寫入控制光可以持續(xù)為緩存信號光提供參量增益以彌補(bǔ) 信號光在腔內(nèi)的損耗，獲得足夠的緩存時(shí)間。當(dāng)讀出控制光注入法布里-珀 羅腔后，緩存信號光與讀出控制光產(chǎn)生新的四波混頻過程，信號從腔內(nèi)讀 出并通過濾波器6后輸出。關(guān)斷所有的控制光，腔內(nèi)沒有增益，緩存信號會由于衰減作用而消失，實(shí)現(xiàn)緩存器的清空。
實(shí)施例2:參量過程控制的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，如圖3所 示，它與圖2的區(qū)別在于利用一個(gè)由3dB光耦合器7的兩個(gè)輸出端相連
接構(gòu)成一個(gè)環(huán)路8形成光纖全反射鏡。用此光纖全反射鏡用作前腔鏡3，它 可以和一個(gè)中心反射頻率為c^的光纖布拉格光柵4構(gòu)成一個(gè)對頻率c^光信 號選擇反射的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)。此時(shí)控制光與信號光需要一個(gè)耦合器9 在腔內(nèi)引入。
實(shí)施例3:變數(shù)據(jù)長度的全光緩存器如圖4所示，其構(gòu)成與圖3類似， 此時(shí)光輸入模塊由一個(gè)NX1波分復(fù)用器實(shí)現(xiàn)，NX1波分復(fù)用器為現(xiàn)有技術(shù)
部件。波分復(fù)用器任一通道的頻率為G)i，其中G)4和Q)2預(yù)留給讀出控制光和
信號光。將光纖全反射鏡3和反射頻率分別為(Oj的一系列光纖布拉格光柵 4a， 4b， 4c，…4n構(gòu)成一組具有不同腔長的法布里-珀羅腔。這里需要滿足
條件2Q)i—C02^COj。根據(jù)需要，恰當(dāng)選取寫入控制光頻率(Oi，可以將信號光 復(fù)制在相應(yīng)的四波混頻分量COj上并在對應(yīng)的法布里-珀羅腔內(nèi)緩存。需要讀
出時(shí)，a)4的讀出控制光進(jìn)入腔內(nèi)產(chǎn)生頻率為2o)4—o)j的四波混頻分量，通過 可調(diào)諧濾波器6濾出獲得緩存器輸出。
權(quán)利要求
1. 一種基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，它包括光輸入模塊(1)、緩存控制單元(2)、以及一個(gè)帶通濾波器(6)，其特征在于光輸入模塊(1)將控制光和信號光合為一路并注入緩存控制單元(2)；緩存控制單元(2)包括前腔鏡(3)、后腔鏡(4)和高非線性光纖(5)，兩個(gè)腔鏡(3)和(4)構(gòu)成法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)，高非線性光纖置于腔內(nèi)；帶通濾波器(6)濾出從緩存控制單元(2)讀出的信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存 器，其特征在于用中心反射頻率同為^的光纖布拉格光柵對作為腔鏡(3) 和(4)構(gòu)成一個(gè)法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，其特征在于用 一個(gè)3dB光纖耦合器構(gòu)成一個(gè)光纖全反鏡作為法布里-珀羅腔前腔鏡(3)，中心 反射頻率為w的光纖布拉格光柵作為法布里-珀羅腔后腔鏡(4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu) 全光緩存器，其特征在于高非線性光纖(5)置于法布里-珀羅腔內(nèi)部，用以 實(shí)現(xiàn)控制光與信號光之間的非線性作用(四波混頻過程、參量放大過程)，完成 寫入、讀出、增益補(bǔ)償功能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu) 全光緩存器，其特征在于對于頻率為"2的信號光，可以采用一個(gè)頻率為"3(2"3-"2=",)的直流光作為寫入控制光，使信號光與控制光在高非線性光纖 中發(fā)生四波混頻過程，產(chǎn)生頻率為c^的光信號并被法布里-珀羅腔鎖存，實(shí)現(xiàn) 光信號寫入。采用頻率為"4的直流光作為讀出控制，與頻率為"t的光信號產(chǎn) 生四波混頻過程，產(chǎn)生頻率為"5 (2"4-"1="5)的光信號，實(shí)現(xiàn)信號從腔內(nèi)的讀出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，其特征在于持續(xù)存在的寫入控制光可以為緩存的光信號提供參 量增益，以補(bǔ)償信號在法布里-珀羅腔內(nèi)的損耗。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，其特征在于從腔內(nèi)讀出的光信號通過一個(gè)中心頻率為"5的光帶通濾波器濾出，獲得緩存器輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu) 全光緩存器，其特征在于當(dāng)所有的控制光消失，緩存器將被清空。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，其特征在于采用不同反射頻率的多級光纖布拉格光柵構(gòu)成后腔 鏡4，可以通過選擇寫入控制光的波長實(shí)現(xiàn)變數(shù)據(jù)長度的光信號緩存。
全文摘要
一種基于高非線性光纖的法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)全光緩存器，能實(shí)現(xiàn)光子數(shù)據(jù)的隨機(jī)讀、寫、擦除功能。它的特征在于高非線性光纖置于法布里-珀羅腔內(nèi)部，通過控制光與光信號(光子數(shù)據(jù))的四波混頻作用將數(shù)據(jù)讀入，使之在腔內(nèi)往復(fù)傳輸實(shí)現(xiàn)緩存。緩存過程中，控制光為光子數(shù)據(jù)持續(xù)提供增益以補(bǔ)償數(shù)據(jù)在腔內(nèi)的損耗，保證緩存時(shí)間。利用另一波長的控制光可以使被緩存數(shù)據(jù)再次產(chǎn)生四波混頻過程，將數(shù)據(jù)讀出。當(dāng)控制光消失，緩存器被清空。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，控制光為直流光，控制方便，讀寫速度快，對光子數(shù)據(jù)的碼率，調(diào)制格式?jīng)]有限制。可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)變數(shù)據(jù)長度的緩存操作。
文檔編號G02F1/35GK101546086SQ200910102528
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者彭云飛, 陽 江 申請人:貴州大學(xué)