[发明专利]基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器

说明书

技术领域

本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器。

背景技术

全光开关逻辑器作为全光网络的基石、组成全光交换核心单元的重要器件，引起了科研工作者的广泛关注。在未来光通信技术的发展过程中，离不开光开关技术的发展。光逻辑器是一种具有多个可供选择的输入、输出端口，可以将任意的输入端口的光信号转换到任意输出端口的光通路转换器件,光逻辑器的作用是能够实现光信号在光网络中传输线路或集成光路等不同的光通路上进行快速倒换或逻辑操作。基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器不仅在理论上实现了不同的逻辑光开关，而且还具有开关响应速度快等优点。

发明内容

针对其它全光开关逻辑器的缺点，本发明提供了一种基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器，具有灵敏度高，开关响应速度快等优点，特别适合于全光通信系统技术中的应用。     本发明采取以下技术方案：基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器，包括泵浦源，掺铒光纤放大器，带通滤波器，第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，第一光隔离器、第二光隔离器和第三光隔离器，合波器，光纤耦合器，第一光电转换器和第二光电转换器，第一信号源和第二信号源。泵浦源与掺铒光纤放大器的第一端口连接，掺铒光纤放大器的第二端口与带通滤波器的第一端口连接，带通滤波器的第二端口与第一偏振器的第一端口连接，第一偏振器的第二端口与第一隔离器的第一端口连接。信号源与第二偏振器的第一端口连接，第二偏振器的第二端口与第二隔离器的第一端口连接，第一隔离器的第二端口与合波器的第一端口连接，第二隔离器的第二端口与合波器的第二端口连接。信号源与第三偏振器的第一端口连接，第三偏振器的第二端口与第三隔离器的第一端口连接，合波器的第三端口与光纤耦合器的第一端口连接，第三隔离器的第二端口与光纤耦合器的第二端口连接，光纤耦合器的第三端口与第一光电转换器连接，光纤耦合器的第四端口与第二光电转换器连接。

优选的，合波器的第一端口为50%端口，第二端口为50%端口。

优选的，该光纤耦合器(7-1)的交叉耦合系数为0.5。

优选的，信号源产生的信号波长范围为1500nm-1550nm，功率为10mW。

优选的，泵浦源所产生的泵浦波波长范围为800-900nm，功率范围为0～4kW。

本发明的特点是在光纤耦合器的第一输入端口，通过合波器加入一束强度可调的强泵浦光，利用光克尔效应，产生交叉相位调制，从而实现信号光的逻辑器转换功能。

本发明利用掺铒光纤放大器将输入泵浦光放大，经合波器和信号光一起进入光纤耦合器，由于交叉相位调制的作用，引起耦合器中传输的光的相位变化，从而改变了输出光的路径，实现逻辑器转换功能。

本发明全光逻辑器具有灵敏度高，开关响应速度快等优点，特别适合全光通信系统技术中的应用。

附图说明

图1为基于非对称耦合器交叉相位调制全光逻辑器的结构示意图。

图2为输出光功率随泵浦光功率变化的逻辑器特性曲线。

图2中E₁表示光纤耦合器第三端口(h3)的输出功率，E₂表示光纤耦合器第四端口(h4)的输出功率。

具体实施方式

如图1所示，本实施例基于非对称耦合器交叉相位调制的全光逻辑器包括泵浦源1-1，掺铒光纤放大器2-1，带通滤波器3-1，第一偏振控制器4-1、第二偏振控制器4-2和第三偏振控制器4-3，第一光隔离器5-1、第二光隔离器5-2和第三光隔离器5-3，合波器6-1，光纤耦合器7-1，第一光电转换器8-1和第二光电转换器8-2，第一信号源9和第二信号源10。泵浦源1-1所产生的泵浦波波长范围为1530nm-1570nm，功率范围为0~4kW。信号源9、10产生的信号波长范围为1500nm-1550nm，功率为10mW。