本發(fā)明屬于全光信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種面向QPSK信號(hào)的全光波長(zhǎng)變換器。

背景技術(shù)：

相移鍵控信號(hào)是高速光通信系統(tǒng)廣泛使用的一種調(diào)制格式，其中四相位差分相移鍵控信號(hào)(QPSK)是最常用的高階編碼格式，是40Gb/s、100Gb/s以及超100Gb/s高速光通信的主流技術(shù)。然而，與高速的傳輸技術(shù)相比，在光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面卻顯得極為落后，尤其是在網(wǎng)絡(luò)的靈活性、可靠性以及可擴(kuò)展性方面，存在嚴(yán)重不足，至今全光網(wǎng)技術(shù)還沒(méi)有獲得大量的商業(yè)應(yīng)用。

全光波長(zhǎng)變換器是波分復(fù)用光通信系統(tǒng)和光交換網(wǎng)絡(luò)中的核心器件，對(duì)于提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性、可擴(kuò)展性和自愈性具有重要意義。它可以實(shí)現(xiàn)：(1)波分復(fù)用系統(tǒng)的波長(zhǎng)適配。當(dāng)某個(gè)用戶進(jìn)入光復(fù)用器時(shí)，它使用的波長(zhǎng)已經(jīng)被其它用戶所占用，需要將其波長(zhǎng)改變?yōu)榭捎玫目臻e波長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)和WDM網(wǎng)絡(luò)的連接，也可實(shí)現(xiàn)WDM不同波段子網(wǎng)絡(luò)間連接。(2)波長(zhǎng)交換網(wǎng)絡(luò)的波長(zhǎng)調(diào)度。在波長(zhǎng)交換節(jié)點(diǎn)中，通過(guò)改變進(jìn)入交換節(jié)點(diǎn)的波長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)不同交換端口的交叉連接，如圖1、圖2所示。由于AWG具有將一個(gè)端口輸入的不同波長(zhǎng)送達(dá)到不同輸出端口的功能，因此利用波長(zhǎng)變換器可以實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)械動(dòng)作的交叉連接，動(dòng)作速度快。(3)波長(zhǎng)重用、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性。在光傳送網(wǎng)OTN或者在自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ASON中，可利用波長(zhǎng)變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛波長(zhǎng)路由，也就是在整個(gè)光傳送鏈路中，不同的鏈路段采用不同的波長(zhǎng)。這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)便捷靈活的管理，充分地利用波道資源。(4)解決光交叉連接中端口競(jìng)爭(zhēng)和阻塞問(wèn)題。對(duì)于像光分組交換OPS這樣的網(wǎng)絡(luò)，不同數(shù)據(jù)包在輸出端口會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，從而引起阻塞。解決方法之一，是利用波長(zhǎng)變換技術(shù)把它變換到其它波長(zhǎng)上，走不同的波長(zhǎng)路由。(5)此外，波長(zhǎng)變換還廣泛用于全光信號(hào)處理技術(shù)，比如慢光技術(shù)：把原信號(hào)光和經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)變換后的信號(hào)光同時(shí)注入一個(gè)色散光纖中，利用光纖的色散特性使波長(zhǎng)不同光波的傳輸速度不同，因此在通過(guò)相同距離的光纖后產(chǎn)生了延時(shí)，實(shí)現(xiàn)了慢光效應(yīng)。

正是看到了波長(zhǎng)變換器具有十分重要的意義和應(yīng)用，因而受到廣泛關(guān)注。在過(guò)去十年中，雖然提出了許多全光波長(zhǎng)變換的方案，速率甚至超過(guò)了320Gb/s，然而這些方法，基本上是針對(duì)OOK(NRZ或者RZ)信號(hào)的。隨著傳輸速率的提高，OOK信號(hào)不能滿足進(jìn)一步提高速率的要求，因此在40Gb/s以上的傳輸系統(tǒng)，幾乎全都改成了DPSK，QPSK，QAM，OFDM等新型高階編碼格式，而且廣泛使用了偏振復(fù)用技術(shù)。這就使得原本面向OOK信號(hào)的波長(zhǎng)變換技術(shù)不再適用。近兩三年來(lái)，面向高階編碼格式開(kāi)始受到關(guān)注，也提出了一些針對(duì)新型編碼格式的波長(zhǎng)變換技術(shù)，但從轉(zhuǎn)換效率、實(shí)用性、可集成性等方面都存在這樣或那樣的缺點(diǎn)。

從原理上說(shuō)，波長(zhǎng)變換器是用一個(gè)承載信息的信號(hào)光通過(guò)一個(gè)非線性過(guò)程去調(diào)制其他波長(zhǎng)的光，使其他波長(zhǎng)的光或新產(chǎn)生的光承載原信號(hào)光信息的光器件。目前所采用的調(diào)制機(jī)理主要有：(1)交叉增益調(diào)制；(2)交叉相位調(diào)制；(3)四波混頻(參量過(guò)程)。而實(shí)現(xiàn)上述非線性過(guò)程的主要器件可分為兩類(lèi)：(1)無(wú)源器件：高非線性光纖、硅基波導(dǎo)、周期性極化鈮酸鋰(PPLN)光波導(dǎo)等；(2)有源器件：主要是半導(dǎo)體光放大器(SOA)，也有少量文獻(xiàn)提到FP-激光器。

基于無(wú)源器件的波長(zhǎng)變換技術(shù)，主要是利用它們的三階或者二階非線性過(guò)程；在介質(zhì)結(jié)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的器件(如光纖、硅基波導(dǎo))中，三階非線性(克爾效應(yīng))是主要過(guò)程；而在PPLN中，二階非線性是主要過(guò)程。

在各類(lèi)利用高非線性光纖(包括高非線性光子晶體光纖)的波長(zhǎng)變換方案中，基于高非線性光纖四波混頻的波長(zhǎng)變換是目前研究人員廣泛使用的波長(zhǎng)變換技術(shù)，因?yàn)榇思夹g(shù)對(duì)編碼格式透明，適用于各種高階編碼。在此之前，利用四波混頻針對(duì)OOK信號(hào)的波長(zhǎng)變換方案，已經(jīng)經(jīng)歷了20年余年的研究，技術(shù)相對(duì)成熟，可作為DPSK信號(hào)的波長(zhǎng)變換之用。

將四波混頻的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用到高階編碼格式，始于2013年，日本AIST的T.Inoue等人實(shí)現(xiàn)了高階編碼格式DP-QPSK信號(hào)的波長(zhǎng)變換。為進(jìn)一步提高全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率，他們通過(guò)對(duì)兩個(gè)泵浦光進(jìn)行反向調(diào)制，減小了受激布里淵散射效應(yīng)，在32nm的范圍內(nèi)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到-1.2dB，并實(shí)現(xiàn)了86Gb/s DP-QPSK的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，在誤碼率為10^-3情況下光信噪比的功率代價(jià)小于0.3dB。2016年，他們又成功對(duì)96Gb/s DP-16QAM和144Gb/s DP-64QAM信號(hào)進(jìn)行了波長(zhǎng)變換。

我國(guó)在基于光纖非線性的高階編碼格式波長(zhǎng)變換方面，也進(jìn)行了與國(guó)際同步的研究工作。2011年，湖南大學(xué)余建軍團(tuán)隊(duì)的董澤實(shí)現(xiàn)了1.2Tb/s的OFDM格式波長(zhǎng)變換(雖然OFDM不在本專(zhuān)利討論的范圍內(nèi))，功率代價(jià)2dB。同年，北京郵電大學(xué)張曉光團(tuán)隊(duì)的唐先鋒432Gb/s的OFDM波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。然而，他們的工作都是在佐治亞理工大學(xué)完成的。2015年，烽火集團(tuán)余少華指導(dǎo)的博士李超，完成了8-QAM，16-QAM和256-QAM的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，使用了長(zhǎng)1km的高非線性光纖，光信噪比分別為15dB，20dB和25dB。

盡管基于高非線性光纖四波混頻的波長(zhǎng)變換已經(jīng)實(shí)驗(yàn)成功，但是光纖一些固有缺點(diǎn)難以克服，比如非線性系數(shù)小、偏振和相位不穩(wěn)定等。隨著硅基波導(dǎo)的發(fā)展，人們開(kāi)始探索硅納米線或微納波導(dǎo)代替非線性光纖。除此而外，光纖的四波混頻來(lái)源于光纖的三階非線性效應(yīng)(克爾效應(yīng))，因此非常??；而PPLN光波導(dǎo)具有二階非線性效應(yīng)，非線性系數(shù)大得多，因此可以利用PPLN光波導(dǎo)的三波混頻效應(yīng)進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。這幾種波長(zhǎng)變換方案，雖然在實(shí)驗(yàn)室都取得了成功，但卻沒(méi)有見(jiàn)到相關(guān)的商品。

半導(dǎo)體光放大器具有很高的非線性系數(shù)，所以可用于制作波長(zhǎng)變換器?；赟OA四波混頻波長(zhǎng)變換的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)編碼格式不敏感，適用于各種格式的編碼信號(hào)，但也存在著不足：一是對(duì)輸入信號(hào)的偏振十分敏感；二是自發(fā)噪聲較大，使輸入信號(hào)的信噪比下降，最終造成轉(zhuǎn)換信號(hào)的非線性失真。另外，此種方案還有一些不足是難以解決的，如隨著泵浦和信號(hào)光波長(zhǎng)間隔的增大，轉(zhuǎn)換效率急劇下降；SOA中的非線性系數(shù)大，但作用長(zhǎng)度短，整體的四波混頻效應(yīng)并不比非線性光纖強(qiáng)，需要較強(qiáng)的泵浦光功率；再有在SOA中實(shí)現(xiàn)四波混頻所需的相位匹配條件難以滿足等。

四波混頻雖然具有對(duì)于格式透明的優(yōu)點(diǎn)，但是其轉(zhuǎn)換效率低下是一個(gè)致命的弱點(diǎn)。要提高轉(zhuǎn)換效率，無(wú)非是：①增加介質(zhì)長(zhǎng)度，以光纖為例，甚至達(dá)到1km長(zhǎng)度；②增加介質(zhì)的非線性系數(shù)，比如采用光子晶體光纖、PPLN等；③增大泵浦功率，有的方案甚至達(dá)到瓦級(jí)。這三個(gè)方向的改進(jìn)空間都很小，因?yàn)椋孩俳橘|(zhì)長(zhǎng)度的增加會(huì)帶來(lái)較大的延遲，色散的影響會(huì)顯現(xiàn)，長(zhǎng)度有上限；②無(wú)論從材料還是從結(jié)構(gòu)上提高非線性系數(shù)，都會(huì)造成與光纖匹配困難，介質(zhì)損耗和連接損耗增加，凈增益下降；③增大泵浦功率不僅造成成本增加，而且使得濾波困難，目前濾波器的3dB帶寬典型值是0.1nm，而20dB帶寬則要大于1nm，因此當(dāng)泵浦光與信號(hào)光相鄰時(shí)，若其功率差20dB時(shí)則很難濾除泵浦光的影響，泵浦功率有上限。此外，對(duì)于介質(zhì)的色散有較嚴(yán)格的要求，最好是零色散(轉(zhuǎn)換效率最高)，然而這么低的色散可能導(dǎo)致DWDM系統(tǒng)的四波混頻增加。由于上述局限，還沒(méi)有看到任何一種面向新型編碼格式波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換走向?qū)嵱没?/p>

交叉相位調(diào)制是一種比四波混頻強(qiáng)得多的非線性效應(yīng)，很容易將控制光的信息加載在探測(cè)光的相位上，主要問(wèn)題是它會(huì)和交叉增益調(diào)制攪在一起。因此，如何消除交叉增益調(diào)制對(duì)交叉相位調(diào)制的干擾，成為基于交叉相位調(diào)制的波長(zhǎng)變換技術(shù)的研究關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在一種面向QPSK信號(hào)的全光波長(zhǎng)變換器，克服交叉相位調(diào)制與交叉增益調(diào)制之間的相互干擾，實(shí)現(xiàn)基于交叉相位調(diào)制的波長(zhǎng)變換。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種面向QPSK信號(hào)的全光波長(zhǎng)變換器，包括光混頻器、第一半導(dǎo)體激光器、第二半導(dǎo)體激光器、第一半導(dǎo)體光放大器、第二半導(dǎo)體光放大器、第一光耦合器、第二光耦合器以及可調(diào)諧相移器；

其中，光混頻器的第一輸入端接收外部輸入光，光混頻器的第二輸入端連接第一半導(dǎo)體激光器的輸出端，第一半導(dǎo)體激光器向光混頻器輸入與外部輸入光波長(zhǎng)相同的本地輸入光，外部輸入光與本地輸入光在光混頻器中干涉，光混頻器的第一輸出端連接第一半導(dǎo)體光放大器的同向輸入端，光混頻器的第二輸出端連接第一半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端，光混頻器的第一輸出端和第二輸出端輸出一對(duì)差動(dòng)平衡信號(hào)，第二半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生目的波長(zhǎng)光，其輸出端連接第一光耦合器的輸入端，第一光耦合器的第一輸出端連接第一半導(dǎo)體光放大器的同向輸入端，第二光耦合器的第一輸入端連接第一半導(dǎo)體光放大器的反向輸出端，第一光耦合器輸出的光信號(hào)與光混頻器的第一輸出端、第二輸出端輸出的差動(dòng)平衡信號(hào)在第一半導(dǎo)體光放大器中作用產(chǎn)生目的波長(zhǎng)的相位調(diào)制信號(hào)，并由第一半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端輸出至第二光耦合器的第一輸入端；光混頻器的第三輸出端連接第二半導(dǎo)體光放大器的同向輸入端，光混頻器的第四輸出端連接第二半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端，光混頻器的第三輸出端和第四輸出端輸出一對(duì)差動(dòng)平衡信號(hào)，第一光耦合器的第二輸出端連接第二半導(dǎo)體光放大器的同向輸入端，第二半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端經(jīng)可調(diào)諧相移器與第二光耦合器的第二輸出端連接，第一光耦合器的第二輸出端輸出的光信號(hào)與光混頻器的第三輸出端、第四輸出端輸出的差動(dòng)平衡信號(hào)在第二半導(dǎo)體光放大器中作用產(chǎn)生目的波長(zhǎng)的相位調(diào)制信號(hào)，并由第二半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端經(jīng)可調(diào)諧相移器輸出至第二光耦合器的第二輸出端，第二光耦合器的輸出端輸出完整的目的波長(zhǎng)的QPSK信號(hào)。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，該全光波長(zhǎng)變換器還包括第一～第四光合路器，第一光合路器的第一輸入端連接光混頻器的第一輸出端，第一光合路器的第二輸入端連接第一光耦合器的輸出端，第一光合路器的輸出端連接第一半導(dǎo)體光放大器的同向輸入端，第二光合路器的輸入端連接光混頻器的第二輸出端，第二光合路器的第一輸出端連接第一半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端，第二光合路器的第二輸出端連接第二光耦合器的第一輸入端，第三光合路器的第一輸入端連接光混頻器的第三輸出端，第三光合路器的第二輸入端連接第一光耦合器的第二輸出端，第三光合路器的輸出端連接第二半導(dǎo)體光放大器的同向輸入端，第四光合路器的輸入端連接光混頻器的第四輸出端，第四光合路器的第一輸出端連接第二半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端，第四光合路器的第二輸出端連接可調(diào)諧相移器的輸入端。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，第一～第四光合路器均為波分復(fù)用耦合器。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，第一～第四光合路器均為普通光纖耦合器，在第二光合路器的第二輸出端與第二光耦合器的第一輸入端之間加設(shè)光濾波器，在第四光合器的第二輸出端與可調(diào)諧相移器的輸入端之間加設(shè)光濾波器。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，第三光合路器為光環(huán)行器，該光環(huán)行器的第一端連接光混頻器的第二輸出端，該環(huán)行器的第二端連接第一半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端，該環(huán)行器的第三端與第二光耦合器的第一輸入端之間加設(shè)光濾波器；第四光合路器為光環(huán)行器，該光環(huán)行器的第一端連接光混頻器的第四輸出端，該環(huán)行器的第二端連接第二半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端，該環(huán)行器的第三端與第二光耦合器的第二輸入端之間加設(shè)光濾波器。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，可調(diào)諧相移器的相移值為π/2。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，可調(diào)諧相移器為擠壓光纖式相移器。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，可調(diào)諧相移器為保偏光纖相移器。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，通過(guò)光纖連接各個(gè)光器件，將其中部分或者全部光器件集成于一體。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，在各光器件的連接過(guò)程中加裝偏振控制器。

采用上述技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果：

(1)本發(fā)明采用的半導(dǎo)體光放大器具有很大的非線性系數(shù)(約為高非線性光纖的10⁹倍)，雖然作用長(zhǎng)度很短(通常為0.5mm)，但仍然可以獲得明顯的波長(zhǎng)變換效果；

(2)由于本發(fā)明中的半導(dǎo)體激光器與本地激光器，采用同一工藝制作，所以可以將它們集成在一個(gè)芯片上，構(gòu)成集成化的波長(zhǎng)變換器；

(3)本發(fā)明采用光耦合器(無(wú)源器件)作為產(chǎn)生差動(dòng)平衡信號(hào)的器件，沒(méi)有噪聲、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以與SOA、本地激光器集成在同一個(gè)波導(dǎo)上；

(4)本發(fā)明設(shè)計(jì)的全光波長(zhǎng)變換器，具有控制光功率小、體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是波長(zhǎng)交換節(jié)點(diǎn)的原理框圖；

圖2是波長(zhǎng)交換節(jié)點(diǎn)的實(shí)際結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)框圖。

主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1、光混頻器；2、第一半導(dǎo)體激光器；3、第二半導(dǎo)體激光器；4、第一光耦合器；5、第一光合路器；6、第一半導(dǎo)體光放大器；7、第二光合路器；8、第三光合路器；9、第二半導(dǎo)體光放大器；10、第四光合路器；11、可調(diào)諧相移器；12、第二光耦合器。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

一種面向QPSK信號(hào)的全光波長(zhǎng)變換器，如圖3所示，包括光混頻器1、第一半導(dǎo)體激光器2(即本地激光器)、第二半導(dǎo)體激光器3(即目的激光器)、第一半導(dǎo)體光放大器6、第二半導(dǎo)體光放大器9、第一光耦合器4、第二光耦合器12以及可調(diào)諧相移器11。

光混頻器1的輸入端1接收外部輸入光P_in(λ₁)(波長(zhǎng)為λ₁)，光混頻器1的輸入端2連接第一半導(dǎo)體激光器2的輸出端，第一半導(dǎo)體激光器2向光混頻器1輸入與外部輸入光波長(zhǎng)相同的本地輸入光(波長(zhǎng)為λ₁)，外部輸入光與本地輸入光在光混頻器1中干涉，光混頻器1的輸出端3連接第一半導(dǎo)體光放大器6的同向輸入端，光混頻器1的輸出端4連接第一半導(dǎo)體光放大器6的反向輸入端，光混頻器1的輸出端3和輸出端4輸出一對(duì)差動(dòng)平衡信號(hào)，第二半導(dǎo)體激光器3產(chǎn)生目的波長(zhǎng)光(波長(zhǎng)為λ₂)，其輸出端連接第一光耦合器4的輸入端，第一光耦合器4的第一輸出端連接第一半導(dǎo)體光放大器6的同向輸入端，第二光耦合器12的第一輸入端連接第一半導(dǎo)體光放大器6的反向輸出端，第一光耦合器4輸出的光信號(hào)與光混頻器1的輸出端3、輸出端4輸出的差動(dòng)平衡信號(hào)在第一半導(dǎo)體光放大器6中作用產(chǎn)生目的波長(zhǎng)的相位調(diào)制信號(hào)(I路信號(hào))，并由第一半導(dǎo)體光放大器6的反向輸入端輸出至第二光耦合器12的第一輸入端，光混頻器1的輸出端5連接第二半導(dǎo)體光放大器9的同向輸入端，光混頻器1的輸出端6連接第二半導(dǎo)體光放大器9的反向輸入端，光混頻器1的輸出端5和輸出端6輸出一對(duì)差動(dòng)平衡信號(hào)，第一光耦合器4的第二輸出端連接第二半導(dǎo)體光放大器9的同向輸入端，第二半導(dǎo)體光放大器9的反向輸入端經(jīng)可調(diào)諧相移器11與第二光耦合器12的第二輸出端連接，第一光耦合器4的第二輸出端輸出的光信號(hào)與光混頻器1的輸出端5、輸出端6輸出的差動(dòng)平衡信號(hào)在第二半導(dǎo)體光放大器9中作用產(chǎn)生目的波長(zhǎng)的相位調(diào)制信號(hào)，并由第二半導(dǎo)體光放大器的反向輸入端經(jīng)可調(diào)諧相移器輸出(Q路信號(hào))至第二光耦合器12的第二輸出端，第二光耦合器12將I路信號(hào)與Q路信號(hào)合路后輸出完整的目的波長(zhǎng)的QPSK信號(hào)P_out(λ₂)。

來(lái)自于外部和本地的兩個(gè)波長(zhǎng)相同的光，在光混頻器中干涉，干涉的結(jié)果滿足如下方程

上式中，E_in是輸入光信號(hào)P_in(λ₁)的復(fù)振幅，E_lo是本地激光器輸出連續(xù)光的復(fù)振幅，P₃(λ₁)～P₆(λ₁)分別是混頻器4個(gè)輸出端口光信號(hào)的光功率，不難算出，當(dāng)|E_in|與|E_lo|振幅相等、且E_in相位為0或者π時(shí)，P₃(λ₁)+P₄(λ₁)＝|E_in|²+|E_lo|²常數(shù)，而大小正好相反，就實(shí)現(xiàn)了P₃(λ₁)和P₄(λ₁)之間的反碼運(yùn)算，也就意味著輸出了一對(duì)差動(dòng)平衡的光信號(hào)。同理，在5端口和6端口的輸出信號(hào)，也是一對(duì)差動(dòng)平衡信號(hào)。

當(dāng)這對(duì)差動(dòng)平衡的光信號(hào)與待變換波長(zhǎng)的光信號(hào)同向和反向分別注入SOA時(shí)，可得兩個(gè)相移和式中α為線寬增強(qiáng)因子。由于正反兩個(gè)方向注入的控制光功率相同，它們的增益g(t)相等，但函數(shù)于是如果把靜止工作點(diǎn)置于π/2，并使就可以得到[0，π]兩個(gè)狀態(tài)。這樣，就實(shí)現(xiàn)了光域的高速相位調(diào)制，就像用高速的電信號(hào)去調(diào)制鈮酸鋰調(diào)制器一樣。

實(shí)施例1

該全光波長(zhǎng)變換器還包括第一～第四光合路器5、7、8、10，第一光合路器5的輸入端52連接光混頻器1的輸出端3，第一光合路器5的輸入端51連接第一光耦合器4的輸出端41，第一光合路器5的輸出端53連接第一半導(dǎo)體光放大器6的同向輸入端，第二光合路器7的輸入端72連接光混頻器1的輸出端4，第二光合路器7的輸出端73連接第一半導(dǎo)體光放大器6的反向輸入端，第二光合路器7的輸出端71連接第二光耦合器12的輸入端121，第三光耦合器8的輸入端82連接光混頻器1的輸出端5，第三光合路器8的輸入端81連接第一光耦合器4的輸出端42，第三光合路器8的輸出端83連接第二半導(dǎo)體光放大器9的同向輸入端，第四光合路器10的輸入端102連接光混頻器1的輸出端6，第四光合路器10的輸出端103連接第二半導(dǎo)體光放大器9的反向輸入端，第四光合路器10的輸出端101連接可調(diào)諧相移器11的輸入端。在實(shí)施例1中，第一～第四光合路器5、7、8、10均為波分復(fù)用耦合器。本實(shí)施例如圖4所示。

實(shí)施例2

實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于，第一～第四光合路器5、7、8、10均為普通的光纖耦合器，此時(shí)需要在第二、第四光合路器后加設(shè)光濾波器，因?yàn)楸戎ǚ謴?fù)用耦合器，普通光纖耦合器沒(méi)有濾波功能，通過(guò)光濾波器選出目的波長(zhǎng)信號(hào)，將其他無(wú)用的光(波長(zhǎng)為λ₁的輸入光、噪聲光)濾除掉。

實(shí)施例3

實(shí)施例3與實(shí)施例1的區(qū)別在于，第二、第四光合路器采用光環(huán)行器，且在其后假設(shè)用于濾波的光濾波器，如圖5所示。

以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。