一種全光時(shí)鐘倍頻裝置及基于此裝置的倍頻方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種全光時(shí)鐘倍頻裝置及基于此裝置的倍頻方法，屬于光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，包括第一波分復(fù)用分束器、半導(dǎo)體光放大器、偏振控制器、第二波分復(fù)用分束器通過光纖依次相連成環(huán)路，環(huán)路的兩端與第一耦合器連接；第一波分復(fù)用分束器連接調(diào)制器的第一端，調(diào)制器的第二端連接脈沖發(fā)生器，調(diào)制器的第三端連接第一激光器；第一耦合器連接所述隔離器的第一端，隔離器的第二端連接第二激光器本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果：控制端輸入時(shí)鐘信號(hào)時(shí)的雙峰輸出現(xiàn)象，通過改變TOAD開關(guān)窗口和控制端時(shí)鐘信號(hào)的幅度來改變峰值間距，再通過分路時(shí)延再耦合的方法實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘倍頻；該方法簡單易行，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡潔。
【專利說明】一種全光時(shí)鐘倍頻裝置及基于此裝置的倍頻方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種全光時(shí)鐘倍頻裝置及基于此裝置的倍頻方法，屬于光通信技 術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 太赫茲光非對(duì)稱解復(fù)用器（TOAD， terahertz optical asymmetric demultiplexer)是采用Sagnac干涉儀結(jié)構(gòu)的S0A環(huán)路鏡，它是基于S0A中的交叉增益調(diào) 制（XGM)和交叉相位調(diào)制（XPM)來實(shí)現(xiàn)全光開關(guān)?，F(xiàn)階段，高速全光開關(guān)研究的重點(diǎn)在于 石英光纖以及半導(dǎo)體材料上面。用石英材料制成的光開關(guān)速度能達(dá)到l〇Tbit/ S，其缺點(diǎn)是 所需的功率較高，相反地，半導(dǎo)體材料制成的光開關(guān)所需能量較?。╨〇〇fJ)，它的缺點(diǎn)是速 度很慢?，F(xiàn)階段，用石英光纖正常制成的主要是N0LM(Nonlinear Optical Loop Mirror,非 線性光纖環(huán)鏡），用半導(dǎo)體光放大器的主要是M-Z (Mach-Zehnder)干涉儀結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu) 使用都比較廣泛，綜合N0LM和M-Z干涉儀兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是TOAD結(jié)構(gòu)。TOAD結(jié)構(gòu)具有 響應(yīng)速度快，可集成，穩(wěn)定性好，開關(guān)能量較小等優(yōu)點(diǎn)，常應(yīng)用于各種全光處理信號(hào)領(lǐng)域。
[0003] 近年來，國內(nèi)外許多人提出了各種基于TOAD的光信號(hào)處理領(lǐng)域中的新方案和新 技術(shù)，楊瑋等人提出了一種基于QD-S0AT0AD的NRZ-RZ格式轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行了 160Gb/s的 NRZ-RZ轉(zhuǎn)換模擬，減小了頻率啁啾對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換的影響；GayenDK等人利用TOAD搭建了一種 新型全光前綴樹型加法器，提高了運(yùn)算速度和精度；Maity GK等人用TOAD實(shí)現(xiàn)了全光二進(jìn) 制觸發(fā)器，是全光包交換網(wǎng)絡(luò)的重要器件；Fok MP等人提出了一種基于TOAD的異或邏輯 門，成功實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了 8位5Gb/s信號(hào)的異或邏輯；彭擁軍等人對(duì)N0LM進(jìn)行雙向泵浦，利用特 定條件下輸出載波譜線會(huì)被明顯抑制的特性來實(shí)現(xiàn)全光時(shí)鐘倍頻，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，易于操作的全光時(shí)鐘倍頻裝置，包括太赫茲光 非對(duì)稱解復(fù)用器、第一激光器、第二激光器、調(diào)制器、脈沖發(fā)生器和隔離器，所述太赫茲光非 對(duì)稱解復(fù)用器包括第一波分復(fù)用分束器、第二波分復(fù)用分束器、半導(dǎo)體光放大器、偏振控制 器和第一耦合器；所述第一波分復(fù)用分束器、所述半導(dǎo)體光放大器、所述偏振控制器、所述 第二波分復(fù)用分束器通過光纖依次相連成環(huán)路，所述環(huán)路的兩端與所述第一耦合器連接； 所述第一波分復(fù)用分束器第一控制端口連接所述調(diào)制器的第一端，所述調(diào)制器的第二端連 接脈沖發(fā)生器，所述調(diào)制器的第三端連接第一激光器；所述第一耦合器連接所述隔離器的 第一端，所述隔離器的第二端連接第二激光器。
[0005] 進(jìn)一步地，所述第一波分復(fù)用分束器與所述第二波分復(fù)用分束器在所述環(huán)路內(nèi)對(duì) 稱設(shè)置，所述第一波分復(fù)用分束器同側(cè)設(shè)有半導(dǎo)體光放大器，所述第二波分復(fù)用分束器同 側(cè)設(shè)有偏振控制器。
[0006] 進(jìn)一步地，所述第一耦合器為2X2耦合器，所述第一耦合器設(shè)有第一端口、第二 端口、第三端口和第四端口，所述第一耦合器的分光比為50:50,所述第一端口和所述第二 端口連接所述環(huán)路兩端使所述環(huán)路閉合，所述第三端口連接所述隔離器，所述第四端口連 接所述示波器。
[0007] 進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體光放大器包括驅(qū)動(dòng)電路、溫度控制反饋電路和顯示電路；所 述驅(qū)動(dòng)電路分別與所述溫度控制反饋電路和所述顯示電路電連接。
[0008] 進(jìn)一步地，所述第一波分復(fù)用分束器包括第一公共端口、第一控制端口和第一反 射端口；所述第二波分復(fù)用分束器包括第二公共端口、第二控制端口和第二反射端口；所 述第一控制端口和第二控制端口的中心波長與所述第一激光器的中心波長一致；所述第一 反射端口連接所述第一端口；所述第一公共端口連接所述半導(dǎo)體光放大器；所述第二公共 端口連接所述偏振控制器；所述第二反射端口連接所述第二端口。
[0009] 進(jìn)一步地，所述第一耦合器還連接有第二耦合器，所述第二耦合器為2X2耦合 器，所述第二耦合器的分光比為50:50,所述第二耦合器設(shè)有第五端口、第六端口、第七端口 和第八端口；所述第二耦合器還連接有第三耦合器，所述第三耦合器為2 X 2耦合器，所述 第三耦合器的分光比為50 :50,所述第三耦合器設(shè)有第九端口、第十端口、第十一端口、第 十二端口；所述第五端口連接所述第四端口，所述第六端口空置，所述第七端口和所述第八 端口通過光纖分別連接所述第九端口和所述第十端口，所述第十一端口連接所述示波器， 所述第十二端口空置。
[0010] 一種全光時(shí)鐘倍頻方法，基于一種全光時(shí)鐘倍頻裝置，包括如下步驟：
[0011] 步驟1)控制所述第二激光器向所述第一耦合器發(fā)射直流光；
[0012] 步驟2)控制所述第一激光器向所述第一波分復(fù)用分束器發(fā)射經(jīng)過所述調(diào)制器和 所述脈沖發(fā)生器調(diào)制后帶有時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)光；
[0013] 步驟3)調(diào)整所述光纖的長短，再通過半導(dǎo)體光放大器改變所述太赫茲光非對(duì)稱 解復(fù)用器的窗口大?。?br> [0014] 步驟4)調(diào)整所述第一激光器和所述第二激光器控制脈沖能量的大??；
[0015] 步驟5)所述第一耦合器連接示波器，通過示波器觀察輸出雙峰的現(xiàn)象。
[0016] 根據(jù)上述的一種全光時(shí)鐘倍頻裝置還包括，所述第一波分復(fù)用分束器包括第一公 共端口、第一控制端口和第一反射端口；
[0017] 所述步驟1)中，所述直流光為輸入第一波分復(fù)用分束器第一反射端口波長范圍 內(nèi)的光；
[0018] 所述步驟2)中，所述信號(hào)光為輸入第一波分復(fù)用分束器第一控制端口波長范圍 內(nèi)的光。
[0019] 進(jìn)一步地，根據(jù)上述的一種全光時(shí)鐘倍頻裝置還包括，所述第一耦合器為2X2耦 合器，所述第一耦合器設(shè)有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一耦合器的 分光比為50:50,所述第一端口和所述第二端口連接所述環(huán)路兩端使所述環(huán)路閉合，所述第 三端口連接所述隔離器；所述第一耦合器還連接有第二耦合器，所述第二耦合器為2X2耦 合器，所述第二耦合器的分光比為50:50,所述第二耦合器設(shè)有第五端口、第六端口、第七端 口和第八端口，所述第五端口連接所述第四端口，所述第六端口空置；所述第二耦合器還連 接有第三耦合器，所述第三耦合器為2 X 2耦合器，所述第三耦合器的分光比為50 :50,所述 第三稱合器設(shè)有第九端口、第十端口、第i 端口和第十二端口；所述第九端口和所述第十 端口通過光纖分別連接所述第七端口和所述第八端口，所述第十一端口連接所述示波器， 所述第十二端口空置；
[0020] 所述步驟5)進(jìn)一步包括：所述第二耦合器的所述第七端口與所述第三耦合器第 九端口連接的光纖為第一路，所述第二耦合器的所述第八端口與所述第三耦合器第十端口 連接的光纖為第二路，通過改變每一路的光纖長度和兩路之間的光纖長度差，控制所述第 一路上產(chǎn)生η /3相移，控制所述第二路上延遲脈沖寬度的2/3時(shí)間，再通過所述第三耦合 器的所述第十一端口連接的示波器輸出。
[0021] 進(jìn)一步地，根據(jù)上述的一種全光時(shí)鐘倍頻裝置還包括，所述第一耦合器為2X2耦 合器，所述第一耦合器設(shè)有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一耦合器的 分光比為50:50,所述第一端口和所述第二端口連接所述環(huán)路兩端使所述環(huán)路閉合，所述第 三端口連接所述隔離器；所述第一耦合器還連接有第二耦合器，所述第二耦合器為2X2耦 合器，所述第二耦合器的分光比為50:50,所述第二耦合器設(shè)有第五端口、第六端口、第七端 口和第八端口，所述第五端口連接所述第四端口，所述第六端口空置；所述第二耦合器還連 接有第三耦合器，所述第三耦合器為2 X 2耦合器，所述第三耦合器的分光比為50 :50,所述 第三稱合器設(shè)有第九端口、第十端口、第i 端口和第十二端口；所述第九端口和所述第十 端口通過光纖分別連接所述第七端口和所述第八端口，所述第十一端口連接所述示波器， 所述第十二端口空置；
[0022] 所述步驟5)進(jìn)一步包括：所述第二耦合器的所述第七端口與所述第三耦合器第 九端口連接的光纖為第一路，所述第二耦合器的所述第八端口與所述第三耦合器第十端口 連接的光纖為第二路，通過改變每一路的光纖長度和兩路之間的光纖長度差，控制所述第 一路上不產(chǎn)生相移，控制所述第二路上延遲脈沖寬度的1/2時(shí)間，再通過所述第三耦合器 的所述第十一端口連接的示波器輸出。
[0023] 本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果：控制端輸入時(shí)鐘信號(hào)時(shí)的雙峰輸出現(xiàn) 象，通過改變TOAD開關(guān)窗口和控制端時(shí)鐘信號(hào)的幅度來改變峰值間距，再通過分路時(shí)延再 耦合的方法實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘倍頻；該方法簡單易行，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡潔，對(duì)于全光信號(hào)處理具有很大的 實(shí)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻裝置實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法實(shí)施例二倍頻的輸入波形圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法實(shí)施例二倍頻的輸出波形圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法實(shí)施例多倍頻系統(tǒng)裝置圖；
[0028] 圖5a是沒有經(jīng)過本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法的輸入輸出結(jié)果；
[0029] 圖5b是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法實(shí)施例三倍頻輸入輸出結(jié)果；
[0030] 圖6是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法實(shí)施例三倍頻輸入輸出結(jié)果頻域?qū)Ρ葓D；
[0031] 圖7a是沒有經(jīng)過本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法的輸入輸出結(jié)果；
[0032] 圖7b是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法實(shí)施例四倍頻輸入輸出結(jié)果；
[0033] 圖8是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻方法實(shí)施例四倍頻輸入輸出結(jié)果頻域?qū)Ρ葓D；
[0034] 圖9是本發(fā)明全光時(shí)鐘倍頻裝置實(shí)施例2和實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以 及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解， 構(gòu)成本發(fā)明的一部分。
[0036] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，結(jié)合附圖和具體實(shí)施方 式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0037] 實(shí)施例：如圖1至圖4所示，本實(shí)施例提供了一種全光時(shí)鐘倍頻裝置，包括第一激 光器1、第二激光器2、調(diào)制器3、脈沖發(fā)生器4、隔離器5、第一波分復(fù)用分束器6、第二波分 復(fù)用分束器7、半導(dǎo)體光放大器8、偏振控制器9、第一稱合器12、第二稱合器13和第三f禹合 器14 ;第一波分復(fù)用分束器6、半導(dǎo)體光放大器8、偏振控制器9和第二波分復(fù)用分束器7通 過光纖11依次相連成環(huán)路，第一波分復(fù)用分束器6與第二波分復(fù)用分束器7在環(huán)路內(nèi)對(duì)稱 設(shè)置，第一波分復(fù)用分束器6包括第一公共端口、第一控制端口和第一反射端口，第一控制 端口的中心波長與第一激光器的中心波長一致；第一波分復(fù)用分束器6同側(cè)設(shè)有半導(dǎo)體光 放大器8,第二波分復(fù)用分束器7包括第二公共端口、第二控制端口和第二反射端口，第二 控制端口的中心波長與第一激光器1的中心波長一致；第二波分復(fù)用分束器7同側(cè)設(shè)有偏 振控制器9,環(huán)路的兩端分別與第一耦合器12連接，第一耦合器12為2 X 2耦合器，第一耦 合器12設(shè)有第一端口 20、第二端口 21、第三端口 22和第四端口 23,第一耦合器12的分光 比為50:50,第一端口 20連接第一反射端口、第二端口 21連接第二反射端口使環(huán)路兩端使 環(huán)路閉合，第三端口 22連接隔離器5,第四端口 23連接示波器15;第一波分復(fù)用分束器6 的第一控制端口連接調(diào)制器3的第一端，調(diào)制器3的第二端連接脈沖發(fā)生器4,調(diào)制器3的 第三端連接第一激光器1 ;第一耦合器12的第三端口連接隔離器5的第一端，隔離器5的 第二端連接第二激光器2,隔離器5的作用是保護(hù)激光器，防止反射損壞激光器；半導(dǎo)體光 放大器8包括驅(qū)動(dòng)電路、溫度控制反饋電路和顯示電路；驅(qū)動(dòng)電路分別與溫度控制反饋電 路和顯示電路電連接；半導(dǎo)體光放大器8的增益恢復(fù)時(shí)間為300ps，偏置電流為130mA。
[0038] 一種全光時(shí)鐘倍頻裝置，基于此裝置的一種全光時(shí)鐘倍頻方法，包括如下步驟：
[0039] 步驟1)第二激光器2向輸入端口發(fā)射直流光，直流光的輸入波長為1550. 6nm，功 率為400uW ;直流光通過第一端口 20進(jìn)入T0AD，直流光波長在第二波分復(fù)用分束器7的第 二反射端口波長范圍內(nèi)；
[0040] 步驟2)第一激光器向控制端口發(fā)射經(jīng)過調(diào)制器3和脈沖發(fā)生器4調(diào)制后帶有時(shí) 鐘信號(hào)的信號(hào)光；信號(hào)光的輸入波長為1556. lnm，峰值功率為1. 2mW，頻率為200Mb/s，信號(hào) 光波長在第一波分復(fù)用分束器6第一控制端口波長范圍內(nèi)。
[0041] 步驟3)調(diào)整光纖11的長短，改變半導(dǎo)體光放大器8在TOAD中偏離中心位置的距 離，從而改變TOAD的窗口大小，TOAD開關(guān)窗口大小為控制脈沖的寬度的一半，At = 2Λχ/ νι_，其中Δ x為半導(dǎo)體光放大器8偏離TOAD中心位置的距離，vlMP為光在TOAD中的速度。
[0042] 步驟4)調(diào)整信號(hào)光的功率即調(diào)整第一激光器1和第二激光器2控制脈沖能量的 大小，使所述輸出的雙峰的峰值間距與控制脈沖寬度相同。
[0043] 步驟5)通過第三端口輸出到示波器并觀察輸出雙峰的現(xiàn)象，輸出如圖3所示，為 峰值功率350uW，頻率為400Mb/s的時(shí)鐘信號(hào)，
[0044] 實(shí)現(xiàn)了二倍頻。
[0045] 實(shí)施例2 :如圖9所示，本實(shí)施例提供了一種全光時(shí)鐘倍頻裝置，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例 1基本相同，不同在于：第一f禹合器12為2X2 f禹合器，第一f禹合器12設(shè)有第一端口 20、第 二端口 21、第三端口 22和第四端口 23,第一耦合器12的分光比為50:50,第一端口 20和 第二端口 21連接環(huán)路兩端使環(huán)路閉合，第三端口 22連接隔離器5 ;第一耦合器12還連接 有第二稱合器13,第二稱合器13為2X2稱合器，第二稱合器13的分光比為50:50,第二奉禹 合器13設(shè)有第五端口 30、第六端口 31、第七端口 32和第八端口 33,第五端口 30連接第四 端口 23,第六端口 31空置；第二耦合器13還連接有第三耦合器14,第三耦合器14為2 X 2 耦合器，第三耦合器14的分光比為50 :50,第三耦合器14設(shè)有第九端口 40、第十端口 41、 第i 端口 42、第十二端口 43 ;第九端口 40和第十端口 41通過光纖分別連接第七端口 32 和第八端口 33,第i^一端42 口連接示波器15,第十二端43 口空置。
[0046] 控制開關(guān)的窗口為330ps，控制直流光的輸入波長為1550. 6nm，功率為3mW ;控制 信號(hào)光的輸入波長為1556. lnm，峰值功率為22. 7mW，頻率為lGb/s，使得輸出的雙峰值間 距擴(kuò)大到4/3ns ;所述第二耦合器的所述第七端口與所述第三耦合器第九端口連接的光纖 為第一路，所述第二耦合器的所述第八端口與所述第三耦合器第十端口連接的光纖為第二 路，控制第一路上產(chǎn)生η /3相移，控制第二路上產(chǎn)生660ps的延遲，再控制第三耦合器14 將兩路合并在一起輸出實(shí)現(xiàn)三倍頻。如圖5a和圖5b所示，是三倍頻輸入輸出結(jié)果時(shí)域?qū)?比圖，圖6是三倍頻輸入輸出結(jié)果頻域?qū)Ρ葓D，其中，縱坐標(biāo)--Normalized Power為歸一 化功率，橫坐標(biāo)-Frequency為頻率。
[0047] 實(shí)施例3 :如圖9所示，本實(shí)施例提供了一種全光時(shí)鐘倍頻裝置，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例 1基本相同，不同在于：第一f禹合器12為2X2 f禹合器，第一f禹合器12設(shè)有第一端口 20、第 二端口 21、第三端口 22和第四端口 23,第一耦合器12的分光比為50:50,第一端口 20和 第二端口 21連接環(huán)路兩端使環(huán)路閉合，第三端口 22連接隔離器5 ;第一耦合器12還連接 有第二稱合器13,第二稱合器13為2X2稱合器，第二稱合器13的分光比為50:50,第二奉禹 合器13設(shè)有第五端口 30、第六端口 31、第七端口 32和第八端口 33,第五端口 30連接第四 端口 23,第六端口 31空置；第二耦合器13還連接有第三耦合器14,第三耦合器14為2 X 2 耦合器，第三耦合器14的分光比為50 :50,第三耦合器14設(shè)有第九端口 40、第十端口 41、 第i 端口 42、第十二端口 43 ;第九端口 40和第十端口 41通過光纖分別連接第七端口 32 和第八端口 33,第i^一端42 口連接示波器15,第十二端43 口空置。
[0048] 控制開關(guān)窗口調(diào)整為250ps，控制直流光的輸入波長為1550. 6nm，功率為3mW ;控 制信號(hào)光的輸入波長為1556. lnm，峰值功率為650uW，頻率為lGb/s ;控制雙峰的峰值間距 為Ins ;第二耦合器的所述第七端口與所述第三耦合器第九端口連接的光纖為第一路，所 述第二耦合器的所述第八端口與所述第三耦合器第十端口連接的光纖為第二路，控制其中 第二路產(chǎn)生500ps的時(shí)延，再控制第三耦合器14將兩路合并在一起輸出實(shí)現(xiàn)了四倍頻。如 圖7a和圖7b所示，是四倍頻輸入輸出結(jié)果時(shí)域?qū)Ρ葓D，圖8是四倍頻輸入輸出結(jié)果頻域?qū)?比圖，其中，縱坐標(biāo)--Normalized PSD為歸一化功率譜密度。
[〇〇49] 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種全光時(shí)鐘倍頻方法統(tǒng)及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以上參 照附圖對(duì)本申請(qǐng)的示例性的實(shí)施方案進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實(shí)施方 案僅僅是為了說明的目的而所舉的示例，而不是用來進(jìn)行限制，凡在本申請(qǐng)的教導(dǎo)和權(quán)利 要求保護(hù)范圍下所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種全光時(shí)鐘倍頻裝置，包括太赫茲光非對(duì)稱解復(fù)用器、第一激光器、第二激光器、 調(diào)制器、脈沖發(fā)生器和隔離器，其特征在于， 所述太赫茲光非對(duì)稱解復(fù)用器包括第一波分復(fù)用分束器、第二波分復(fù)用分束器、半導(dǎo) 體光放大器、偏振控制器和第一稱合器； 所述第一波分復(fù)用分束器、所述半導(dǎo)體光放大器、所述偏振控制器、所述第二波分復(fù)用 分束器通過光纖依次相連成環(huán)路，所述環(huán)路的兩端與所述第一耦合器連接； 所述第一波分復(fù)用分束器連接所述調(diào)制器的第一端，所述調(diào)制器的第二端連接脈沖發(fā) 生器，所述調(diào)制器的第三端連接第一激光器； 所述第一耦合器連接所述隔離器的第一端，所述隔離器的第二端連接第二激光器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光時(shí)鐘倍頻裝置，其特征在于， 所述第一波分復(fù)用分束器與所述第二波分復(fù)用分束器在所述環(huán)路內(nèi)對(duì)稱設(shè)置，所述第 一波分復(fù)用分束器同側(cè)設(shè)有半導(dǎo)體光放大器，所述第二波分復(fù)用分束器同側(cè)設(shè)有偏振控制 器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的全光時(shí)鐘倍頻裝置，其特征在于， 所述第一耦合器為2 X 2耦合器，所述第一耦合器設(shè)有第一端口、第二端口、第三端口 和第四端口，所述第一耦合器的分光比為50:50,所述第一端口和所述第二端口連接所述環(huán) 路兩端使所述環(huán)路閉合，所述第三端口連接所述隔離器，所述第四端口連接所述示波器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的全光時(shí)鐘倍頻裝置，其特征在于的， 所述半導(dǎo)體光放大器包括驅(qū)動(dòng)電路、溫度控制反饋電路和顯示電路； 所述驅(qū)動(dòng)電路分別與所述溫度控制反饋電路和所述顯示電路電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全光時(shí)鐘倍頻裝置，其特征在于的， 所述第一波分復(fù)用分束器包括第一公共端口、第一控制端口和第一反射端口； 所述第二波分復(fù)用分束器包括第二公共端口、第二控制端口和第二反射端口； 所述第一控制端口和第二控制端口的中心波長與所述第一激光器的中心波長一致； 所述第一反射端口連接所述第一端口； 所述第一公共端口連接所述半導(dǎo)體光放大器； 所述第二公共端口連接所述偏振控制器； 所述第二反射端口連接所述第二端口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的全光時(shí)鐘倍頻裝置，其特征在于的， 所述第一耦合器還連接有第二耦合器，所述第二耦合器為2X2耦合器，所述第二耦合 器的分光比為50:50,所述第二耦合器設(shè)有第五端口、第六端口、第七端口和第八端口；所 述第二耦合器還連接有第三耦合器，所述第三耦合器為2 X 2耦合器，所述第三耦合器的分 光比為50 :50,所述第三稱合器設(shè)有第九端口、第十端口、第^ 端口、第十二端口；所述第 五端口連接所述第四端口，所述第六端口空置，所述第七端口和所述第八端口通過光纖分 別連接所述第九端口和所述第十端口，所述第十一端口連接所述示波器，所述第十二端口 空置。
7. -種全光時(shí)鐘倍頻方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全光時(shí)鐘倍頻裝 置，包括如下步驟： 步驟1)控制所述第二激光器向所述第一耦合器發(fā)射直流光； 步驟2)控制所述第一激光器向所述第一波分復(fù)用分束器發(fā)射經(jīng)過所述調(diào)制器和所述 脈沖發(fā)生器調(diào)制后帶有時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)光； 步驟3)調(diào)整所述光纖的長短，再通過半導(dǎo)體光放大器改變所述太赫茲光非對(duì)稱解復(fù) 用器的窗口大??； 步驟4)調(diào)整所述第一激光器和所述第二激光器控制脈沖能量的大??； 步驟5)所述第一耦合器連接示波器，通過示波器觀察輸出雙峰的現(xiàn)象。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述一種全光時(shí)鐘倍頻方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一 種全光時(shí)鐘倍頻裝置還包括， 所述第一波分復(fù)用分束器包括第一公共端口、第一控制端口和第一反射端口； 所述步驟1)中，所述直流光為輸入第一波分復(fù)用分束器第一反射端口波長范圍內(nèi)的 光； 所述步驟2)中，所述信號(hào)光為輸入第一波分復(fù)用分束器第一控制端口波長范圍內(nèi)的 光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述一種全光時(shí)鐘倍頻方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一 種全光時(shí)鐘倍頻裝置還包括， 所述第一耦合器為2 X 2耦合器，所述第一耦合器設(shè)有第一端口、第二端口、第三端口 和第四端口，所述第一耦合器的分光比為50:50,所述第一端口和所述第二端口連接所述環(huán) 路兩端使所述環(huán)路閉合，所述第三端口連接所述隔離器； 所述第一耦合器還連接有第二耦合器，所述第二耦合器為2X2耦合器，所述第二耦合 器的分光比為50:50,所述第二耦合器設(shè)有第五端口、第六端口、第七端口和第八端口，所述 第五端口連接所述第四端口，所述第六端口空置； 所述第二耦合器還連接有第三耦合器，所述第三耦合器為2X 2耦合器，所述第三耦 合器的分光比為50 :50,所述第三稱合器設(shè)有第九端口、第十端口、第^ 端口和第十二端 口；所述第九端口和所述第十端口通過光纖分別連接所述第七端口和所述第八端口，所述 第十一端口連接所述示波器，所述第十二端口空置； 所述步驟5)進(jìn)一步包括：所述第二耦合器的所述第七端口與所述第三耦合器第九端 口連接的光纖為第一路，所述第二耦合器的所述第八端口與所述第三耦合器第十端口連接 的光纖為第二路，通過改變每一路的光纖長度和兩路之間的光纖長度差，控制所述第一路 上產(chǎn)生π /3相移，控制所述第二路上延遲脈沖寬度的2/3時(shí)間，再通過所述第三耦合器的 所述第十一端口連接的示波器輸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述一種全光時(shí)鐘倍頻方法，其特征在于， 所述第一耦合器為2 X 2耦合器，所述第一耦合器設(shè)有第一端口、第二端口、第三端口 和第四端口，所述第一耦合器的分光比為50:50,所述第一端口和所述第二端口連接所述環(huán) 路兩端使所述環(huán)路閉合，所述第三端口連接所述隔離器； 所述第一耦合器還連接有第二耦合器，所述第二耦合器為2 X 2耦合器，所述第二耦合 器的分光比為50:50,所述第二耦合器設(shè)有第五端口、第六端口、第七端口和第八端口，所述 第五端口連接所述第四端口，所述第六端口空置； 所述第二耦合器還連接有第三耦合器，所述第三耦合器為2X 2耦合器，所述第三耦 合器的分光比為50 :50,所述第三稱合器設(shè)有第九端口、第十端口、第^ 端口和第十二端 口；所述第九端口和所述第十端口通過光纖分別連接所述第七端口和所述第八端口，所述 第十一端口連接所述示波器，所述第十二端口空置； 所述步驟5)進(jìn)一步包括：所述第二耦合器的所述第七端口與所述第三耦合器第九端 口連接的光纖為第一路，所述第二耦合器的所述第八端口與所述第三耦合器第十端口連接 的光纖為第二路，通過改變每一路的光纖長度和兩路之間的光纖長度差，控制所述第一路 上不產(chǎn)生相移，控制所述第二路上延遲脈沖寬度的1/2時(shí)間，再通過所述第三耦合器的所 述第十一端口連接的示波器輸出。
【文檔編號(hào)】H03K5/135GK104113307SQ201410319668
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】簡陽天, 王智, 林青, 孫振超, 吳重慶 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)