基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器，其偏置信號(hào)源通過第一光隔離器通過第一偏振控制器連接，第一偏振控制器第一帶通濾波器連接，第一帶通濾波器的c2經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔中的上方耦合器d1后與波分復(fù)用器的e1連接，波分復(fù)用器的e2與非線性相移光纖光柵的f1連接，由非線性相移光纖光柵的f2輸出觸發(fā)信號(hào)；設(shè)置信號(hào)源通過第二光隔離器與第二偏振控制器的h1連接，第二偏振控制器通過第二帶通濾波器與波分復(fù)用器的e3連接；重置信號(hào)源通過第三光隔離器與第三偏振控制器的k1連接，第三偏振控制器的k2與第三帶通濾波器的l1連接，第三帶通濾波器的l2輸出的光波經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔中的下方耦合器d2進(jìn)入環(huán)形諧振腔。
【專利說明】基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)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線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器。

【背景技術(shù)】
[0002]光纖光柵具有體積小、熔接損耗小、與光纖全兼容、抗電磁干擾能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定和電絕緣等優(yōu)點(diǎn)，這使得它在光纖通信和光信息處理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在光纖通信中，光纖光柵可以用于光纖激光器、光纖放大器、光柵濾波器、色散補(bǔ)償器、波分復(fù)用器，也可用于全光波長(zhǎng)路由和光交換等。光在非線性光纖光柵中諧振具有雙穩(wěn)特性，即一種輸入對(duì)應(yīng)兩種輸出狀態(tài)。利用這種特性，加上正反饋或者負(fù)反饋，能實(shí)現(xiàn)器件的信號(hào)輸出在兩者狀態(tài)之間切換，即可以用來構(gòu)造基于雙穩(wěn)特性的觸發(fā)器。這種觸發(fā)器開關(guān)速度快，能適應(yīng)高速傳輸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器。本發(fā)明非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器具有體積小、熔接損耗小、與光纖全兼容、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適于光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器，其特征是包括偏置信號(hào)源(1-1)、第一光隔離器(1-2)、設(shè)置信號(hào)源(2-1)、第二光隔離器(2-2)、重置信號(hào)源(3-1)、第三光隔離器(3-2)、第一偏振控制器(1-3)、第二偏振控制器(2-3)、第三偏振控制器(3-3)、第一帶通濾波器(1-4)、第二帶通濾波器(2-4)、第三帶通濾波器(3-4)、波分復(fù)用器(1-5)、具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔(3-5)、非線性相移光纖光柵(1-6)，偏置信號(hào)源(1-1)與第一光隔離器(1-2)的第一端口(al)連接,第一光隔離器(1-2)的第二端口(a2)與第一偏振控制器(1-3)的第一個(gè)端口(bl)連接,第一偏振控制器(1-3)的第二個(gè)端口(b2)與第一帶通濾波器(1-4)的第一個(gè)端口(Cl)連接，第一帶通濾波器(1-4)第二端口(c2)經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔(3-5)中的上方耦合器(dl)后與波分復(fù)用器(1-5)的第一輸入端口(el)連接,波分復(fù)用器(1-5)的輸出端口(e2)與非線性相移光纖光柵(1-6)的第一個(gè)端口(fl)連接，接著由非線性相移光纖光柵(1-6)第二個(gè)端口(f2)輸出觸發(fā)信號(hào)；設(shè)置信號(hào)源(2-1)與第二光隔離器(2-2)的第一端口(gl)連接，第二光隔離器(2-2)的第二端口(g2)與第二偏振控制器(2-3)的第一個(gè)端口(hi)連接，第二偏振控制器(2-3)的第二個(gè)端口(h2)與第二帶通濾波器(2-4)的第一個(gè)端口(i I)連接，第二帶通濾波器(2-4)第二端口(i2)與波分復(fù)用器(1-5)的第二輸入端口(e3)連接；重置信號(hào)源(3-1)與第三光隔離器(3-2)的第一端口(jl)連接，第三光隔離器(3-2)的第二端口(J2)與第三偏振控制器(3-3)的第一個(gè)端口(kl)連接，第三偏振控制器(3-3)的第二個(gè)端口(k2)與第三帶通濾波器(3-4)的第一個(gè)端口(11)連接，第三帶通濾波器(3-4)的第二端口(12)輸出的光波經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔(3-5)中的下方耦合器(d2)進(jìn)入環(huán)形諧振腔。
[0005]優(yōu)選的，維持、置位和復(fù)位信號(hào)源所產(chǎn)生的信號(hào)波波長(zhǎng)為1550nm。
[0006]優(yōu)選的,相移光纖光柵前后相移量為π/2。
[0007]優(yōu)選的，摻鉺光纖光柵非線性折射率2.3 X 10_15m2/W。
[0008]優(yōu)選的，放大后泵浦光的功率為9W。
[0009]本發(fā)明利用光在非線性光纖光柵中諧振具有雙穩(wěn)特性，系統(tǒng)首先處于低透射狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)“O”。由偏置信號(hào)源經(jīng)過光隔離器、偏振控制器、帶通濾波器產(chǎn)生一束維持光，接著通過設(shè)置信號(hào)源經(jīng)過光隔離器、偏振控制器、帶通濾波器，利用波分復(fù)用器在維持光強(qiáng)的基礎(chǔ)上加上一束正反饋的光，從而使透射狀態(tài)得以突變，處于高透射狀態(tài)，設(shè)置脈沖消失后，由于雙穩(wěn)態(tài)記憶特性，系統(tǒng)仍然維持高透射狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)“ 1”，實(shí)現(xiàn)了由“O”至|J“1”的翻轉(zhuǎn)。在另一線路上利用重置信號(hào)源經(jīng)過光隔離器、偏振控制器、帶通濾波器形成的光波在具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔發(fā)生諧振，從而減小了光波輸出功率，相當(dāng)于在維持光的基礎(chǔ)上加上一束負(fù)反饋的光，從而使透射狀態(tài)得以突變，處于低透射狀態(tài)，重置脈沖消失后，由于雙穩(wěn)態(tài)記憶特性，系統(tǒng)仍然維持低透射狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)“0”，實(shí)現(xiàn)了由“ I”到“O”的翻轉(zhuǎn)。
[0010]本發(fā)明非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器具有體積小、熔接損耗小、與光纖全兼容、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適于光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2(a)為設(shè)置信號(hào)源、重置信號(hào)源輸入的正負(fù)反饋，set表不設(shè)置信號(hào)，reset表示重置信號(hào)。
[0013]圖2(b)為全光觸發(fā)器輸出的觸發(fā)信號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示，本實(shí)施例基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器包括偏置信號(hào)源
1-1、第一光隔離器1-2、設(shè)置信號(hào)源2-1、第二光隔離器2-2、第三光隔離器3-2、第一偏振控制器1-3、第二偏振控制器2-3、第三偏振控制器3-3、第一帶通濾波器1-4、第二帶通濾波器
2-4、第三帶通濾波器3-4、波分復(fù)用器1-5、具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔3-5、非線性相移光纖光柵1-6、重置信號(hào)源3-1,偏置信號(hào)源1-1與第一光隔離器1-2的第一端口 al連接，第一光隔離器1-2的第二端口 a2與第一偏振控制器1-3的第一個(gè)端口 bl連接,第一偏振控制器1-3的第二個(gè)端口 b2與第一帶通濾波器1-4的第一個(gè)端口 Cl連接，第一帶通濾波器1-4的第二端口 c2經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔3-5中的上方耦合器dl后與波分復(fù)用器1-5的第一輸入端口 el連接,波分復(fù)用器1-5輸出端口 e2與非線性相移光纖光柵1_6的第一個(gè)端口 Π連接，接著由非線性相移光纖光柵1-6的第二個(gè)端口 f2輸出觸發(fā)信號(hào)。
[0016]設(shè)置信號(hào)源2-1與第二光隔離器2-2的第一端口 gl連接，第二光隔離器2-2的第二端口 g2與第二偏振控制器2-3的第一個(gè)端口 hi連接，第二偏振控制器2-3的第二個(gè)端口 h2與第二帶通濾波器2-4的第一個(gè)端口 il連接，第二帶通濾波器(2-4)第二端口 i2與波分復(fù)用器1-5第二輸入端口 e3連接。
[0017]重置信號(hào)源3-1與第三光隔離器3-2的第一端口 jl連接，第三光隔離器3-2的第二端口 j2與第三偏振控制器3-3的第一個(gè)端口 kl連接，第三偏振控制器3-3的第二個(gè)端口 k2與第三帶通濾波器3-4的第一個(gè)端口 11連接，第三帶通濾波器3-4第二端口 12輸出的光波經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔3-5中的下方耦合器d2進(jìn)入環(huán)形諧振腔。
[0018]本實(shí)施例中，諧振腔的全光觸發(fā)器的2個(gè)耦合器的交叉耦合系數(shù)均為0.3。設(shè)置、重置信號(hào)的是寬度為3ps，周期為32ps的高斯信號(hào)。非線性光纖光柵的介質(zhì)為無(wú)抽運(yùn)摻鉺光纖，相移光纖光柵的相位差取31/2,光柵稱合系數(shù)βΟΟαιΓ1,光柵長(zhǎng)度L = 2.5cm,光柵平均折射率1.46，非線性克爾系數(shù)9X 10_15cm_2/W。
[0019]圖2即為在設(shè)置和重置信號(hào)作用下，觸發(fā)器輸出的碼流。說明可以通過調(diào)節(jié)觸發(fā)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)需要的碼流，實(shí)現(xiàn)編碼功能。
[0020]本發(fā)明基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器工作過程:
[0021]1、利用光在非線性光纖光柵中諧振具有雙穩(wěn)特性，由偏置信號(hào)源經(jīng)過光隔離器、偏振控制器、帶通濾波器產(chǎn)生一束維持光。
[0022]2、根據(jù)光學(xué)雙穩(wěn)性的突變性，系統(tǒng)首先處于低透射狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)“O”。由偏置信號(hào)源經(jīng)過光隔離器、偏振控制器、帶通濾波器產(chǎn)生一束維持光，接著通過設(shè)置信號(hào)源經(jīng)過光隔離器、偏振控制器、帶通濾波器，利用波分復(fù)用器在維持光強(qiáng)的基礎(chǔ)上加上一束正反饋的光，從而使透射狀態(tài)得以突變，處于高透射狀態(tài)，設(shè)置脈沖消失后，由于雙穩(wěn)態(tài)記憶特性，系統(tǒng)仍然維持高透射狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)“ I ”，實(shí)現(xiàn)了由“O”到“ I ”的翻轉(zhuǎn)。
[0023]3、在另一線路上利用重置信號(hào)源經(jīng)過光隔離器、偏振控制器、帶通濾波器形成的光波在具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔發(fā)生諧振，從而減小了光波輸出功率，相當(dāng)于在維持光的基礎(chǔ)上加上一束負(fù)反饋的光，從而使透射狀態(tài)得以突變，處于低透射狀態(tài)，重置脈沖消失后，由于雙穩(wěn)態(tài)記憶特性，系統(tǒng)仍然維持低透射狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)“0”，實(shí)現(xiàn)了由“ I”到“O”的翻轉(zhuǎn)。
[0024]本發(fā)明構(gòu)造了基于雙穩(wěn)特性的觸發(fā)器,光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)特性由相移光纖光柵相位差的存在得以實(shí)現(xiàn)。
[0025]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.基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器，其特征是包括偏置信號(hào)源(1-1)、第一光隔離器(1-2)、設(shè)置信號(hào)源(2-1)、第二光隔離器(2-2)、重置信號(hào)源(3-1)、第三光隔離器(3-2)、第一偏振控制器(1-3)、第二偏振控制器(2-3)、第三偏振控制器(3-3)、第一帶通濾波器(1-4)、第二帶通濾波器(2-4)、第三帶通濾波器(3-4)、波分復(fù)用器(1-5)、具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔(3-5)、非線性相移光纖光柵(1-6)，偏置信號(hào)源(1-1)與第一光隔離器(1-2)的第一端口(al)連接,第一光隔離器(1-2)的第二端口(a2)與第一偏振控制器(1-3)的第一個(gè)端口(bl)連接，第一偏振控制器(1-3)的第二個(gè)端口(b2)與第一帶通濾波器(1-4)的第一個(gè)端口(Cl)連接，第一帶通濾波器(1-4)第二端口(c2)經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔(3-5)中的上方耦合器(dl)后與波分復(fù)用器(1-5)的第一輸入端口(el)連接，波分復(fù)用器(1-5)的輸出端口(e2)與非線性相移光纖光柵(1-6)的第一個(gè)端口(fl)連接，接著由非線性相移光纖光柵(1-6)第二個(gè)端口(f2)輸出觸發(fā)信號(hào)； 設(shè)置信號(hào)源(2-1)與第二光隔離器(2-2)的第一端口(gl)連接，第二光隔離器(2-2)的第二端口(g2)與第二偏振控制器(2-3)的第一個(gè)端口(hi)連接，第二偏振控制器(2-3)的第二個(gè)端口(h2)與第二帶通濾波器(2-4)的第一個(gè)端口(il)連接，第二帶通濾波器(2-4)第二端口(i2)與波分復(fù)用器(1-5)的第二輸入端口(e3)連接； 重置信號(hào)源(3-1)與第三光隔離器(3-2)的第一端口(jl)連接，第三光隔離器(3-2)的第二端口(j2)與第三偏振控制器(3-3)的第一個(gè)端口(kl)連接，第三偏振控制器(3-3)的第二個(gè)端口(k2)與第三帶通濾波器(3-4)的第一個(gè)端口(11)連接，第三帶通濾波器(3-4)的第二端口(12)輸出的光波經(jīng)具有雙耦合器光纖環(huán)形諧振腔(3-5)中的下方耦合器(d2)進(jìn)入環(huán)形諧振腔。
2.如權(quán)利要求1所述的基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器，其特征在于:偏置信號(hào)源、設(shè)置信號(hào)源、重置信號(hào)源所產(chǎn)生的信號(hào)波波長(zhǎng)為1550nm。
3.如權(quán)利要求1所述的基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器，其特征在于:所述相移光纖光柵的前后相移量為π/2。
4.如權(quán)利要求1一 3任一項(xiàng)所述的基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器,其特征在于:所述光纖光柵的非線性折射率2.3Χ 10_15m2/W。
5.如權(quán)利要求1一 3任一項(xiàng)所述的基于非線性相移光纖光柵的全光觸發(fā)器,其特征在于:放大后泵浦光的功率為9W。
【文檔編號(hào)】G02F1/35GK104391415SQ201410642153
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】李齊良, 宋俊峰, 陳心, 李舒琴, 胡淼, 魏一振, 周雪芳, 盧旸 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)