[发明专利]一种输出无色的宽光谱全光波长转换的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于全光信号处理领域，涉及一种全光波长转换的方法与装置，特别涉及一种基于平坦低色散波导的输出无色、宽光谱全光波长转换的方法及装置。宽光谱通常是指3dB转换带宽。

背景技术

一方面随着当前手机上网、移动互联网、固定宽带接入的高速发展和大量普及，另一方面随着国家“宽带中国”、“互联网+”等战略的实施，使得网络数据流量激增，对光纤通信提出大容量、高速率的要求，全光通信网络也越来越受到重视。然而在高速大容量光通信中，进行数据交换与处理显得非常重要，特别是波长转换技术，可以提高波长的重用率，减少全网所需的波长数目，避免波长碰撞而且引起的阻塞，而且还可以实现信息的转换、上载与下载。同时随着SOI技术的发展，波长转换器趋于集成化和全光化，因此基于波导器件的全光波长转换器得到了广泛的研究。

现有的集成型全光波长转换器，主要是基于波导材料中的交叉相位调制、交叉增益调制、四波混频等非线性效应来实现。目前在利用四波混频效应来实现波长转换功能中，可以分为两大类技术：基于相位匹配技术[中国专利申请号201110167147.6]和准相位匹配技术[FeiyaZhou，MinmingZhang，JingDai，YuanwuWang，andDemingLiu.Efficientandbroadbandwavelengthconversioninaslotwaveguidewiththeperiodicstructurealteringthephase-mismatch[J].Appliedoptics，54.25(2015)，7753-7759；中国发明专利申请号：201410763322.1]。

现有的波长转换器主要技术缺点是对于设计好的波长转换器，其工作的泵浦波长是基本固定不变(接近零色散点)。如果要实现把某一信号光转换到不同的闲频光上(目标光)，就必须相应地改变浦波长，其转换特性必然大大降低，导致应用范围小、成本高。鉴于此，如何设计出可以输出无色的宽光谱全光波长转换转换器，使得同一信号光可以根据需要转换到不同的目标光上，并且保持高的转换特性，可以大大增加波长转换器的应用范围及通用性，降低成本。

发明内容

为了克服已有全光波长转换器的同一信号光不能转换到不同的目标光上、转换带宽等不足，本发明提供了一种基于平坦且低色散波导的输出无色、宽光谱全光波长转换的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种宽光谱全光波长转换的方法，其特征在于，该方法对转换波导的输出端的目标光波长λ_i进行实时检测，该目标光波长λ_i发生改变时，根据固定的信号光波长λ_s0，计算此时泵浦源发出的泵浦光的波长λ_p，(λ_p＝2/(1/λ_i+1/λ_s0))，并由泵浦源相应调整其波长为2/(1/λ_i+1/λ_s0)，然后将信号光和泵浦光依次通过耦合器、放大器、偏振控制器和转换波导，所述转换波导具有平坦且低色散，在泵浦光波长随目标光波长λ_i的改变而发生变化时，同样能够满足相位匹配条件，发生四波混频效应，实现输出无色、宽光谱的全光波长转换，并保持高的转换特性，使得同一信号光可以转换到不同目标光上。

一种宽光谱全光波长转换的装置，它包括泵浦源、信号源、耦合器、放大器、偏振控制器和转换波导，所述泵浦源和信号源的输出端分别与所述耦合器的输入端信号连接，所述耦合器的输出端依次通过放大器、偏振控制器和转换波导；其特征在于，所述信号源和转换波导的输出端之间依次连接有波长计和运算器，共同构成反馈环，所述转换波导为具有平坦且低色散的波导；