專(zhuān)利名稱(chēng)：基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通信類(lèi)，尤其涉及一種基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在光通信系統(tǒng)中，考慮到成本和性能因素，不同類(lèi)型的光網(wǎng)絡(luò)一般采用不同的調(diào)制碼型進(jìn)行信號(hào)傳輸。區(qū)域性光網(wǎng)絡(luò)覆蓋的距離比較短，信息速率較低，通常采用傳輸性能一般但是產(chǎn)生和接收比較簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)鍵控碼型，如非歸零強(qiáng)度調(diào)制碼型(NRZ)。廣域網(wǎng)覆蓋 范圍大，信息速率高，相位調(diào)制碼型(PSK)已經(jīng)被認(rèn)為是高速(大于40Gb/s)長(zhǎng)距離傳輸?shù)氖走x碼型。這兩種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)必須通過(guò)碼型轉(zhuǎn)換，若采用0/E/0接口，將信號(hào)轉(zhuǎn)到電域進(jìn)行處理，需要價(jià)格昂貴的光電轉(zhuǎn)換器件，而且受“電子瓶頸”限制，可支持的信號(hào)速率不高。因此，全光碼型轉(zhuǎn)換由于其支持高速信號(hào)處理、便于和現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)融合等特點(diǎn)體現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)。目前的全光NRZ到PSK的碼型轉(zhuǎn)換方式主要包括以下幾種(I)基于高非線性光纖(HNLF)和半導(dǎo)體光放大器(SOA)的非線性轉(zhuǎn)換HNLF和SOA中都可以產(chǎn)生較強(qiáng)的非線性效應(yīng)，如自相位調(diào)制(SPM)、交叉增益調(diào)制(XGM)和交叉相位調(diào)制(XPM)等。這些非線性效應(yīng)可以應(yīng)用于信號(hào)處理領(lǐng)域，包括強(qiáng)度調(diào)制到相位調(diào)制的轉(zhuǎn)換。但HNLF為得到足夠大的非線性效應(yīng)，往往需要很長(zhǎng)的光纖，不便于集成。在這一點(diǎn)上，SOA因?yàn)轶w積小、結(jié)構(gòu)緊湊，易于集成而占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，在Ken Mishina等人發(fā)表在Optics Express (《光學(xué)快報(bào)》)，VOL. 24，NO. 10.pp. 7774-7785，2007 的文章《NRZ-OOK-to-RZ-BPSK Modulation-Format Conversion UsingSOA-MZI Wavelength Converter》(《基于 S0A-MZI 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的 NRZ-00K 到 RZ-BPSK 碼型轉(zhuǎn)換》)中提出一種基于SOA的XGM和XPM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)碼型轉(zhuǎn)換的方案，方案中采用兩個(gè)S0A，信號(hào)光和時(shí)鐘脈沖探測(cè)光輸入上路的S0A，時(shí)鐘脈沖探測(cè)光因受XGM和XPM影響，信號(hào)為“I”時(shí)，相位改變n且探測(cè)光的增益受到抑制；信號(hào)為0時(shí)，時(shí)鐘脈沖探測(cè)光得到放大，相位不變；另外一路上，時(shí)鐘脈沖探測(cè)光和連續(xù)光輸入下路S0A，時(shí)鐘脈沖探測(cè)光在XGM和XPM的調(diào)制下，得到相位改變?yōu)閚，功率較低的時(shí)鐘脈沖；兩SOA的輸出合并，即得到將強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)換為相位信息的PSK信號(hào)。上述方案中要用到干涉型S0A，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。又經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，C Yan等的發(fā)表于Photon Technol Lett (《光子技術(shù)快報(bào)》)，vol. 18, no. 22,pp. 2368-2370, 2006 的文章《All-optical format conversion from NRZ to BPSK usinga single saturated SOA))(《基于單個(gè)飽和SOA的NRZ到BPSK全光碼型轉(zhuǎn)換》)提出了一種更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用單個(gè)SOA的自相位調(diào)制(SPM)和增益飽和效應(yīng)，根據(jù)SOA的幅度和相位響應(yīng)特性曲線，適當(dāng)調(diào)整輸入信號(hào)的功率值，使得輸入NRZ信號(hào)功率為I和0時(shí)，輸出信號(hào)功率相差不大，而相位分別為0和n，從而將強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化為相位調(diào)制信號(hào)。但這種方案中，SOA中要得到好的XPM、XGM調(diào)制效果，必須對(duì)輸入信號(hào)的消光比進(jìn)行精確控制，在實(shí)際應(yīng)用中比較困難。此外，由于SOA的轉(zhuǎn)換速率受載流子恢復(fù)時(shí)間的限制，碼型轉(zhuǎn)換的速率也受限，難以實(shí)現(xiàn)高速率如160Gb/s的碼型轉(zhuǎn)換。
(2)通過(guò)濾波方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換NRZ與PSK之間存在線性關(guān)系，即NRZ和PSK僅相差一個(gè)載波分量，如果能把載波精確地去掉，就可以實(shí)現(xiàn)NRZ到PSK的轉(zhuǎn)換。這種方案要求濾波器帶寬足夠窄，只濾掉NRZ的載波，否則，若同時(shí)濾掉了一部分低頻分量，則殘留的幅度調(diào)制會(huì)很?chē)?yán)重，就可能轉(zhuǎn)換成偽歸零碼(PRZ)，而不是PSK。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，Tong Ye等的發(fā)表在in Proc. CLE0/QELS (《激光光電子會(huì)議》)2008，paper JWA94 的文章《160-Gb/s NRZ-to-PSK Conversion using LinearFiltering inSilicon Ring Resonators))(《基于娃基微環(huán)線性濾波效應(yīng)的 160Gb/s NRZ信號(hào)到PSK的碼型轉(zhuǎn)換》)中提出用超高Q值的硅基微環(huán)作為濾波器濾除信號(hào)載波。這種濾波器的諧振波長(zhǎng)為1547. 7nm, 3-dB帶寬小于0. 012nm,濾波深度約為25dB。用這種濾波器仿真實(shí)現(xiàn)了 160G/S信號(hào)由NRZ到PSK的轉(zhuǎn)換。研究表明，濾波器3_dB帶寬越寬，格式效應(yīng)越強(qiáng)，轉(zhuǎn)換效果越差，如果帶寬繼續(xù)變寬，最終NRZ可能轉(zhuǎn)換成PRZ。這種結(jié)構(gòu)相對(duì)于基于SOA的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，硅基微環(huán)能使用成熟的CMOS工藝制備，因此它可以與電子器件高密度地集成在一起成為光子芯片，且信號(hào)速率不受器件本身特性的限制。但上述方案的 缺點(diǎn)在于，要采用帶寬極窄的濾波器，對(duì)工藝要求極高；且諧振波長(zhǎng)要與NRZ信號(hào)載波精確對(duì)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致這種方案應(yīng)用靈活性較差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其有別于現(xiàn)有的基于SOA和濾波器的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，無(wú)須使用昂貴的SOA等器件也無(wú)需外加光源，即可實(shí)現(xiàn)任意波長(zhǎng)高速信號(hào)的碼型轉(zhuǎn)換，具有低成本、高速率、應(yīng)用靈活、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其包括依次環(huán)形連接的環(huán)行器、產(chǎn)生布里淵散射效應(yīng)(SBS)的光纖、光耦合器和光增益介質(zhì)，所述環(huán)形器包括三個(gè)端口，所述光耦合器包括三個(gè)端口，所述產(chǎn)生SBS的光纖的一端與所述光耦合器的第一端口相連；所述光增益介質(zhì)的一端與所述光耦合器的第二端口相連；其中，非歸零強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)(NRZ)進(jìn)入所述環(huán)行器的第一端口，再?gòu)乃霏h(huán)形器的第二端口輸出，進(jìn)入所述產(chǎn)生SBS的光纖，功率超過(guò)所述產(chǎn)生SBS的光纖的布里淵閾值的輸入信號(hào)的載波在所述產(chǎn)生SBS的光纖中發(fā)生受激布里淵散射，產(chǎn)生后向斯托克斯(Stokes)光，而其他功率較低的頻率成分幾乎不受影響；所述后向Stokes光通過(guò)所述環(huán)行器的第二端口從所述環(huán)形器的第三端口輸出后進(jìn)入所述光增益介質(zhì)進(jìn)行放大，再通過(guò)所述光耦合器與所述產(chǎn)生SBS的光纖，使布里淵激光形成振蕩，構(gòu)成環(huán)形激光器，布里淵激光與信號(hào)光沿相反的方向傳播，所述布里淵激光進(jìn)一步吸收信號(hào)光中的載波，從而將所述NRZ信號(hào)頻譜的載波濾除，成為相位調(diào)制信號(hào)(PSK)的頻譜，轉(zhuǎn)換后的所述PSK信號(hào)從所述光耦合器的第三端口輸出。 進(jìn)一步地，上述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述環(huán)行器的第一端口輸入的信號(hào)從第二端口輸出；第二端口輸入則從第三端口輸出。進(jìn)一步地，上述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述產(chǎn)生布里淵散射效應(yīng)的光纖是長(zhǎng)度為7m的高非線性光纖，非線性系數(shù)在1550nm處約為10/W. km o進(jìn)一步地，上述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述光增益介質(zhì)采用摻鉺光纖。進(jìn)一步地，上述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述光耦合器的第一端口輸入的光從第二與第三端口輸出，第二和第三端口輸出光功率之和等于第一端口的輸入光功率。更進(jìn)一步地，上述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，所述光率禹合器的第二與第三端口的輸出功率相對(duì)于第一端口輸入功率的衰減值由所述光I禹合器的分光比決定。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有以下有益的技術(shù)效果I)可支持高速信號(hào)S0A的轉(zhuǎn)換速率受載流子恢復(fù)時(shí)間的限制，而在本發(fā)明不受限制，可實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)的碼型轉(zhuǎn)換，其中，仿真實(shí)驗(yàn)中信號(hào)速率為160Gb/s ；2)應(yīng)用靈活傳統(tǒng)的濾波器很難實(shí)現(xiàn)如此窄帶寬的濾波效果，波長(zhǎng)調(diào)節(jié)范圍也有限，而基于光纖布里淵激光器的可調(diào)濾波器具有窄帶寬、隨輸入信號(hào)波長(zhǎng)變化的濾波特性；3)便于與現(xiàn)有的通信系統(tǒng)融合，布里淵激光器采用全光纖結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的WDM系統(tǒng)完全兼容。


圖I為本發(fā)明的光纖布里淵激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的光纖布里淵激光器的濾波特性圖；圖3 (a)為NRZ信號(hào)的頻譜圖；圖3 (b)為NRZ信號(hào)的頻譜圖；圖4 (a)為輸入160Gb/s NRZ和轉(zhuǎn)換后的PSK信號(hào)的幅度特性圖；圖4 (b)為輸入160Gb/s NRZ和轉(zhuǎn)換后的PSK信號(hào)的相位特性圖；圖4 (C)為輸入160Gb/s NRZ和轉(zhuǎn)換后的PSK信號(hào)的頻譜特性圖；圖5為輸入160Gb/s NRZ信號(hào)、轉(zhuǎn)換后的PSK信號(hào)以及PSK經(jīng)l_bit延遲解調(diào)后的信號(hào)眼圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。本發(fā)明將接收到的NRZ信號(hào)輸入光纖布里淵激光器中，使信號(hào)的載波產(chǎn)生后向布里淵散射而其他頻率成分幾乎不受影響，后向布里淵散射在環(huán)形腔中形成激光進(jìn)一步吸收信號(hào)載波功率，從而濾除NRZ信號(hào)中的載波，實(shí)現(xiàn)NRZ到PSK的全光碼型轉(zhuǎn)換。受激布里淵散射是一個(gè)閾值效應(yīng)。一定長(zhǎng)度、特性的光纖有其布里淵閾值，功率超過(guò)這個(gè)閾值的光進(jìn)入光纖會(huì)發(fā)生受激布里淵散射，將能量轉(zhuǎn)移到頻率為vO-vB的后向斯托克斯(Stokes)光中去；低于這個(gè)閾值的頻率成分以很低的損耗通過(guò)光纖。后向Stokes光在一個(gè)環(huán)形腔中振蕩，產(chǎn)生Stokes激光，頻率為vO-vB的激光進(jìn)一步吸收頻率為vO的泵浦，這個(gè)過(guò)程相當(dāng)于在泵浦頻率vO處加上一個(gè)濾波器，且濾波器的帶寬僅30MHz左右。改變泵浦光的頻率，產(chǎn)生的后向Stokes激光頻率隨之改變。因此，光纖布里淵激光器可以作為可調(diào)窄帶濾波器應(yīng)用于信號(hào)處理中。圖2即為光纖布里淵激光器的濾波特性圖。圖3(a)和圖3(b)分別為NRZ信號(hào)與PSK信號(hào)的頻譜形狀。由圖可知，NRZ與PSK信號(hào)在光譜上的區(qū)別僅是NRZ信號(hào)在頻譜中心有一個(gè)很強(qiáng)的載波分量而PSK信號(hào)沒(méi)有。利用受激布里淵散射效應(yīng)將NRZ信號(hào)的載波濾除，即可實(shí)現(xiàn)NRZ信號(hào)到PSK信號(hào)的碼型轉(zhuǎn)換。只要NRZ信號(hào)的載波功率超過(guò)布里淵閾值，其他頻率分量功率低于閾值，就可以精確地將載波分量濾除，從而將NRZ信號(hào)轉(zhuǎn)換為PSK信號(hào)。具體的，本發(fā)明為基于受激布里淵散射效應(yīng)(SBS)的光纖布里淵激光器，可以作為信號(hào)處理裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)的碼型轉(zhuǎn)換。如圖I所示，光纖布里淵激光器包括依次環(huán)形連接的環(huán)行器I、產(chǎn)生SBS的光纖2、光耦合器4和光增益介質(zhì)3。其中，NRZ信號(hào)由環(huán)行器I的第一端口輸入，經(jīng)過(guò)光纖布里淵激光器，從光稱(chēng)合器4的第三端口得到轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出。環(huán)行器I是引導(dǎo)光傳播方向的器件，其包括三個(gè)端口，第一端口輸入的信號(hào)從第·二端口輸出；第二端口輸入則從第三端口輸出。產(chǎn)生SBS的光纖2是布里淵增益介質(zhì)，超過(guò)光纖的布里淵閾值的輸入光可以在其中產(chǎn)生受激布里淵散射。具體地，它可以是能產(chǎn)生布里淵散射效應(yīng)的任何光纖，其非線性系數(shù)越高，則布里淵閾值越低，激光器越容易實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)中往往采用高非線性光纖，其非線性系數(shù)在1550nm處約為10/W. km,是普通光纖的5倍。硫化物光纖和其他非石英光纖有更高的非線性系數(shù)，在1550nm處可以達(dá)到60/W. km。光增益介質(zhì)3是用于放大后向Stokes波的，可以采用摻鉺光纖或者半導(dǎo)體光放大器等其他光增益介質(zhì)。光稱(chēng)合器4是分光器件,其包括三個(gè)端口，第一端口輸入的光從第二與第三端口輸出，第二和第三端口輸出光功率之和等于第一端口的輸入光功率。第二與第三端口的輸出功率相對(duì)于第一端口輸入功率的衰減值由光f禹合器4的分光比決定。本系統(tǒng)中的光I禹合器4用于將激光器連成環(huán)形且將轉(zhuǎn)換后的PSK信號(hào)從光耦合器4的第三端口輸出。本發(fā)明所用的光耦合器4的分光比參數(shù)可以是50 50或者其他，但要保證Stokes光可以在環(huán)形腔中形成振蕩產(chǎn)生激光。如圖I所示，產(chǎn)生SBS的光纖2的一端與光耦合器4的第一端口相連；光增益介質(zhì)3的一端與光稱(chēng)合器4的第二端口相連。實(shí)驗(yàn)表明，環(huán)形激光腔比線形激光腔的布里淵閾值更低。因此，本發(fā)明中采用布里淵環(huán)形激光器。NRZ信號(hào)通過(guò)環(huán)行器I的第一端口進(jìn)入布里淵激光器，輸入的待轉(zhuǎn)換NRZ信號(hào)經(jīng)環(huán)行器I的第一端口進(jìn)入第二端口，然后入射到產(chǎn)生SBS的光纖2，當(dāng)輸入信號(hào)的載波功率超過(guò)產(chǎn)生SBS的光纖2的布里淵閾值時(shí)，會(huì)在產(chǎn)生SBS的光纖2中發(fā)生受激布里淵散射，產(chǎn)生后向Stokes光,而其他功率較低的頻率成分幾乎不受影響。后向Stokes光通過(guò)環(huán)行器I的第二端口，從第三端口輸出，再進(jìn)入光增益介質(zhì)3進(jìn)行放大，然后通過(guò)光耦合器4與產(chǎn)生SBS的光纖2，從而使布里淵激光形成振蕩，構(gòu)成環(huán)形激光器。布里淵激光沿順時(shí)針?lè)较騻鞑?，信?hào)光沿逆時(shí)針?lè)较騻鞑ィ笙虿祭餃Y激光可進(jìn)一步吸收信號(hào)光中的載波，從而將NRZ信號(hào)頻譜的載波濾除，成為PSK信號(hào)的頻譜，實(shí)現(xiàn)碼型轉(zhuǎn)換。最后，從光耦合器4的第三端口可得到轉(zhuǎn)換后的PSK信號(hào)。本發(fā)明用到的是環(huán)形激光腔，布里淵光纖的SBS帶寬約為30MHz，激光腔在30MHz的帶寬內(nèi)會(huì)有多個(gè)等間隔縱模同時(shí)存在，各個(gè)模式的頻率間隔為Av=c/n*L。其中，c為真空中的光速，n為激光腔中光纖的折射率，L為環(huán)形激光腔的總腔長(zhǎng)。如果Av小于布里淵帶寬，那么激光器中會(huì)有多個(gè)模式存在，各個(gè)模式之間會(huì)有功率的競(jìng)爭(zhēng)。環(huán)形激光器可以降低布里淵散射的閾值，而布環(huán)中加入光增益介質(zhì)，對(duì)Stokes光進(jìn)行放大，可以進(jìn)一步降低閾值。但光增益介質(zhì)的引入可能會(huì)加劇模式之間的競(jìng)爭(zhēng)，這種功率的不穩(wěn)定分配對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)就是噪聲。因此要使光纖長(zhǎng)度L盡量短，模式盡量少，從而得到更穩(wěn)定的激光。而產(chǎn)生SBS的光纖越短，布里淵閾值越高。因此要采用非線性較高、布里淵閾值較低的光纖作為產(chǎn)生SBS的非線性介質(zhì)。實(shí)施例 以仿真作為具體實(shí)施例，其中，輸入信號(hào)連接環(huán)行器的第一端口，環(huán)形器的第二端口連接產(chǎn)生SBS的高非線性光纖，SBS產(chǎn)生的后向Stokes光通過(guò)環(huán)行器的第三端口、經(jīng)光增益介質(zhì)3和3dB光耦合器到達(dá)產(chǎn)生SBS的高非線性光纖，形成激光腔，光耦合器的第三端口輸出載波吸收后得到的信號(hào)。仿真中所用到的參數(shù)為輸入信號(hào)為160Gb/s的NRZ信號(hào)；產(chǎn)生SBS的光纖為長(zhǎng)一段長(zhǎng)度為7m的高非線性光纖，非線性系數(shù)在1550nm處為10/W. km ；光增益介質(zhì)為一段鉺纖長(zhǎng)度為4. 5m的摻鉺光纖，在980nm和1530nm處的峰值吸收分別為5dB/m和7dB/m。功率為3. 2dBm(2. ImW)時(shí)在產(chǎn)生SBS的光纖中開(kāi)始有布里淵激光產(chǎn)生，即當(dāng)輸入信號(hào)的功率大于3. 2dBm時(shí)，信號(hào)載波功率超過(guò)激光器的布里淵閾值，在產(chǎn)生SBS的光纖中發(fā)生受激布里淵散射，產(chǎn)生后向Stokes光，而其他功率較低的頻率成分功率低于閾值，幾乎不受影響，從而將NRZ信號(hào)頻譜的載波濾除，成為PSK信號(hào)的頻譜，從而實(shí)現(xiàn)碼型轉(zhuǎn) 換。圖4分別顯示了布里淵濾波前后的信號(hào)的幅度、相位及頻譜信息。由圖4(a)、圖4(b)可以看出，經(jīng)過(guò)布里淵濾波，信號(hào)的1、0信息由強(qiáng)度的高低變?yōu)橄辔坏?，。由圖4(c)可以看出，NRZ信號(hào)的頻譜上有一個(gè)很強(qiáng)的載波，經(jīng)過(guò)布里淵激光器后，載波被濾除。圖5為輸入160G/bs NRZ信號(hào)、進(jìn)入激光器之后得到的PSK信號(hào)以及PSK經(jīng)Ibit延遲解調(diào)后的信號(hào)眼圖，由這些眼圖可清楚地看出，信號(hào)由NRZ調(diào)制變?yōu)榱?PSK調(diào)制，并可通過(guò)延遲解調(diào)得到原有的信息。由上述實(shí)施例的具體實(shí)施效果可以明顯看出，基于光纖布里淵激光器的可調(diào)濾波效應(yīng)可以直接將NRZ信號(hào)轉(zhuǎn)換為PSK信號(hào)，轉(zhuǎn)換后得到的PSK信號(hào)可通過(guò)Ibit延遲解調(diào)得到原始信息，且這種方案可支持很高的信息速率，可大于160Gb/s。基于相同的原理，本發(fā)明的基于受激布里淵散射效應(yīng)(SBS)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)歸零強(qiáng)度信號(hào)(Return-to-zero, RZ)到歸零相位信號(hào)(RZ-PSK)的碼型轉(zhuǎn)換。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括依次環(huán)形連接的環(huán)行器、產(chǎn)生布里淵散射效應(yīng)(SBS)的光纖、光耦合器和光增益介質(zhì)，所述環(huán)形器包括三個(gè)端口，所述光耦合器包括三個(gè)端口，所述產(chǎn)生SBS的光纖的一端與所述光耦合器的第一端口相連；所述光增益介質(zhì)的一端與所述光稱(chēng)合器的第二端口相連； 其中，非歸零強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)(NRZ)進(jìn)入所述環(huán)行器的第一端口，再?gòu)乃霏h(huán)形器的第二端口輸出，進(jìn)入所述產(chǎn)生SBS的光纖，功率超過(guò)所述產(chǎn)生SBS的光纖的布里淵閾值的輸入信號(hào)的載波在所述產(chǎn)生SBS的光纖中發(fā)生受激布里淵散射，產(chǎn)生后向斯托克斯(Stokes)光，而其他功率較低的頻率成分幾乎不受影響；所述后向Stokes光通過(guò)所述環(huán)行器的第二端口從所述環(huán)形器的第三端口輸出后進(jìn)入所述光增益介質(zhì)進(jìn)行放大，再通過(guò)所述光耦合器與所述產(chǎn)生SBS的光纖，使布里淵激光形成振蕩，構(gòu)成環(huán)形激光器，所述布里淵激光與信號(hào)光沿相反的方向傳播，所述布里淵激光進(jìn)一步吸收所述信號(hào)光中的載波，從而將所述NRZ信號(hào)頻譜的載波濾除，成為相位調(diào)制信號(hào)(PSK)的頻譜，轉(zhuǎn)換后的所述PSK信號(hào)從所述光耦合器的第三端口輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)行器的第一端口輸入的信號(hào)從第二端口輸出；第二端口輸入則從第三端口輸出。
3.如權(quán)利要求I所述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述產(chǎn)生布里淵散射效應(yīng)的光纖是長(zhǎng)度為7m的高非線性光纖，非線性系數(shù)在1550nm處約為 10/ff. km。
4.如權(quán)利要求I所述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述光增益介質(zhì)采用摻鉺光纖。
5.如權(quán)利要求I所述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述光I禹合器的第一端口輸入的光從第二與第三端口輸出，第二和第三端口輸出光功率之和等于第一端口的輸入光功率。
6.如權(quán)利要求5所述的基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述光I禹合器的第二與第三端口的輸出功率相對(duì)于第一端口輸入功率的衰減值由所述光耦合器的分光比決定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于受激布里淵散射效應(yīng)的全光碼型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括依次環(huán)形連接的環(huán)行器、產(chǎn)生布里淵散射效應(yīng)的光纖、光耦合器和光增益介質(zhì)，將NRZ信號(hào)輸入光纖布里淵激光器中，使信號(hào)的載波產(chǎn)生后向布里淵散射而其他頻率成分幾乎不受影響，后向布里淵散射在環(huán)形腔中形成激光進(jìn)一步吸收信號(hào)載波功率以濾除NRZ信號(hào)的載波，實(shí)現(xiàn)NRZ到PSK的碼型轉(zhuǎn)換。本發(fā)明通過(guò)縮短激光腔的長(zhǎng)度，使布里淵激光器運(yùn)行在單縱模的狀態(tài)，消除模式競(jìng)爭(zhēng)給信號(hào)帶來(lái)的噪聲影響，其信號(hào)穩(wěn)定性好，支持很高的信息速率，解決了用SOA做碼型轉(zhuǎn)換時(shí)信息速率受載流子恢復(fù)時(shí)間限制的問(wèn)題，并克服了窄帶可調(diào)濾波器較難實(shí)現(xiàn)的不足；且與現(xiàn)有的高速通信系統(tǒng)完全兼容。
文檔編號(hào)G02F1/365GK102681287SQ20121015793
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者義理林, 葉通, 張濤, 李正璇, 胡衛(wèi)生 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)