專利名稱：可調(diào)諧外腔激光器型全光波長轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于全光通信網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及全光波長轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。
隨著全球通信業(yè)務(wù)的飛速增長，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的速率和帶寬提出了越來越高的要求。為了克服目前信號(hào)處理過程中的“電子瓶頸”，需要在信號(hào)處理過程中直接用光來處理，實(shí)現(xiàn)光交換、光路由、光交叉互連(OXC)、光上下路(OADM)，即發(fā)展全光通信網(wǎng)技術(shù)。全光通信網(wǎng)靠波長來識(shí)別信息傳輸、交換的路徑，是解決信息傳輸容量劇增和業(yè)務(wù)多樣花需求的有效途徑，是21世紀(jì)的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
波分復(fù)用(WDM)全光網(wǎng)是以不同波長作為傳輸信道，并按照波長路由的方式進(jìn)行交換和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。WDM全光網(wǎng)中的最主要的資源就是波長，但是由于攙鉺光纖放大器(EDFA)放大帶寬和串?dāng)_的限制，波長數(shù)目是有限的。在WDM全光網(wǎng)中加入全光波長轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)波長重用，提高波長利用率，降低網(wǎng)絡(luò)管理的要求，提高波長路由的效率，有利于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)重組和保護(hù)切換，降低節(jié)點(diǎn)的阻塞。
目前實(shí)現(xiàn)全光波長轉(zhuǎn)換的方法有很多種，大致可分為三類激光器型、相干型和光門型波長轉(zhuǎn)換器。
相干型波長轉(zhuǎn)換器是利用介質(zhì)中的非線性效應(yīng)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換。由于非線性效應(yīng)，信號(hào)光和泵浦光與介質(zhì)作用產(chǎn)生新的頻率分量，新頻率的光就是轉(zhuǎn)換后的光。這種波長轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)調(diào)制格式透明，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率很低而且需要很強(qiáng)的泵浦光功率。
光門型全光波長轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)光器件，它的特性隨著輸入信號(hào)的強(qiáng)度而變化。這種變化可以用一個(gè)直流參考光(CW Probe)來監(jiān)視，因此這個(gè)參考光就帶有輸入信號(hào)光的信息，也就是轉(zhuǎn)換后的光。這類波長轉(zhuǎn)換器主要有利用半導(dǎo)體光放大器(SOA)中的交叉增益調(diào)制(XGM)和交叉相位調(diào)制(XPM)。利用SOA中XGM效應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)換效率高，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換后信號(hào)的信噪比比較差，而且啁啾比較大，向長波長轉(zhuǎn)換時(shí)的消光比比向短波長轉(zhuǎn)換時(shí)差。利用SOA中XPM效應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是上下轉(zhuǎn)換的消光比都很高，轉(zhuǎn)換后信號(hào)的啁啾和噪聲小，缺點(diǎn)是信號(hào)光動(dòng)態(tài)范圍小，由于采用干涉結(jié)構(gòu)，所以易受外界因素的干擾。
激光器型波長轉(zhuǎn)換器是利用光控激光器的方法實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換。強(qiáng)度調(diào)制的信號(hào)光注入到激光器的增益區(qū)中，由于受激輻射調(diào)制了載流子密度，并使激光器本身的激射模式也受到調(diào)制，因此激光器的輸出光就帶有信號(hào)光的信息，即為轉(zhuǎn)換后的光。這種波長轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，只需要輸入信號(hào)光，而不象其他類型的波長轉(zhuǎn)換器還需要一個(gè)泵浦光。目前這類波長轉(zhuǎn)換器主要是利用分布布拉格反射(DBR)激光器和利用光纖布拉格光柵(FBG)激光器。這兩種方法的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換后的光的波長不能變化，或者只能變化很小的范圍(幾個(gè)～十幾個(gè)納米nm)。
本發(fā)明的目的在于為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種可調(diào)諧外腔激光器型全光波長轉(zhuǎn)換器，采用本申請(qǐng)人的可調(diào)諧外腔激光器的專利技術(shù)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，它不但保留原有激光器型波長轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)，而且具有轉(zhuǎn)換后光的調(diào)諧范圍廣的特點(diǎn)。
本發(fā)明提出一種可調(diào)諧外腔激光器型全光波長轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括用光纖連成一體的可調(diào)諧外腔激光器，光環(huán)形器及可調(diào)諧帶通濾波器，其中，所說的可調(diào)諧外腔激光器與光環(huán)形器2端相連，光環(huán)形器3端與可調(diào)諧帶通濾波器的輸入端相連。本發(fā)明使用時(shí)，可將光環(huán)形器1端連于光信號(hào)的輸入光纖，可調(diào)諧帶通濾波器的輸出端連于光信號(hào)的輸出光纖。
本發(fā)明的原理圖如

圖1所示。信號(hào)光波長是λs，通過光環(huán)形器4注入到可調(diào)諧外腔激光器1中?？烧{(diào)諧外腔激光器偏置在閾值以上，其輸出波長為λo，調(diào)節(jié)激光器中光柵2的角度就可以改變輸出波長λo。信號(hào)光注入到半導(dǎo)體芯片3中，引起受激輻射，調(diào)制了半導(dǎo)體芯片的增益，因此調(diào)制了可調(diào)諧外腔激光器的激射模式。可調(diào)諧外腔激光器的輸出波長λo就帶有信號(hào)光λs的信息。可調(diào)諧帶通濾波器濾除經(jīng)半導(dǎo)體芯片自然解理面反射的信號(hào)光，就可以得到外腔激光器的輸出波長λo。
本發(fā)明具有如下效果第一，本發(fā)明省去了泵浦光，因此結(jié)構(gòu)簡單，而且成本也大大降低。
第二，本發(fā)明的輸出波長可以連續(xù)可調(diào)諧60nm以上，這樣在WDM全光網(wǎng)中使用時(shí)就可以減少使用波長轉(zhuǎn)換器的數(shù)量，降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的成本。
附圖簡要說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種可調(diào)諧外腔激光器型全光波長轉(zhuǎn)換器實(shí)施例如圖1所示，結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下本實(shí)施例包括用光纖連成一體的可調(diào)諧外腔激光器1，光環(huán)形器4及可調(diào)諧帶通濾波器。其中，光環(huán)形器是JDS公司的其型號(hào)是CR5500P-CS1；可調(diào)諧帶通濾波器是JDS公司的其型號(hào)是TB4500B；可調(diào)諧外腔激光器采用本申請(qǐng)人的專利技術(shù)(專利號(hào)94106355。0)。外腔激光器的閾值電流是40mA，其工作電流是90mA，輸出功率為100μW。調(diào)節(jié)外腔激光器中光柵2的角度，其輸出波長λo范圍為1530nm-1600nm。信號(hào)光λs經(jīng)過光環(huán)形器4注入半導(dǎo)體芯片3中，其反射光和外腔激光器的輸出光λo再經(jīng)過環(huán)形器4輸?shù)娇烧{(diào)諧帶通濾波器中?？烧{(diào)諧帶通濾波器濾除信號(hào)光就得到了轉(zhuǎn)化后的光λo。
權(quán)利要求
1．一種可調(diào)諧外腔激光器型全光波長轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括用光纖連成一體的可調(diào)諧外腔激光器，光環(huán)形器及可調(diào)諧帶通濾波器，其中，所說的可調(diào)諧外腔激光器與光環(huán)形器2端相連，光環(huán)形器3端與可調(diào)諧帶通濾波器的輸入端相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于全光通信網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，包括用光纖連成一體的可調(diào)諧外腔激光器，光環(huán)形器及可調(diào)諧帶通濾波器，其中，所說的可調(diào)諧外腔激光器與光環(huán)形器2端相連，光環(huán)形器3端與可調(diào)諧帶通濾波器的輸入端相連。本發(fā)明不但保留原有激光器型波長轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)，而且具有轉(zhuǎn)換后光的調(diào)諧范圍廣的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02F1/00GK1237717SQ9910916
公開日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1999年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月18日
發(fā)明者張漢一, 葉亞斌, 鄭小平, 郭奕理, 周炳琨 申請(qǐng)人:清華大學(xué)