[发明专利]基于单微环谐振器光开关的全光D触发器

说明书

本发明属于全光D触发器技术领域，具体涉及一种基于单微环谐振器光开关的全光D触发器，包括信号发生器、连续波激光器、调制器、时钟脉冲CLK、单微环谐振器、耦合器、掺铒光纤放大器、光示波器，所述信号发生器和连续波激光器连接在调制器上，所述调制器通过单微环谐振器连接有耦合器，所述单微环谐振器上连接有时钟脉冲CLK，所述耦合器分别连接有掺铒光纤放大器和光示波器，所述掺铒光纤放大器连接在单微环谐振器上。本发明仅在加载时钟信号时状态才会发生改变，输出信号消光比大于10dB，有效解决了全光触发器电脉冲电路切换时间长的问题。本发明用于全光D触发器的切换。

技术领域

本发明属于全光D触发器技术领域，具体涉及一种基于单微环谐振器光开关的全光D触发器。

背景技术

光学存储设备是未来超高比特率光纤通信系统中必不可少的元素。在光分组交换网络中，光学存储元件保存光学处理器的结果并给光学开关提供控制信号。但是为了避免数据冲突，光学存储元件甚至需要缓冲整个数据包。在理想情况下，数据应该全光地进行存储，与光纤带宽兼容。脉冲模式存储已在各种光纤环路设备中得到应用。这些设备配置再生回路或锁模光纤环激光器，通过各种脉冲控制技术提供比特模式的定时稳定性。上述脉冲控制技术大多基于电光调制，其比特率小于100Gb/s。

全光顺序信号处理中，设备的数字输出不仅取决于输入信号还取决于对前一时刻信号的状态。由于在所有光分组交换机中出现，这个过程已被广泛研究。光分组交换机中，交换、数据格式转换、光信号的记忆、路由、数据包的缓冲和转发以及计数、时钟分割等核心功能直接在光域中进行。与电光电转换不同，这种产生一个少于10ps脉冲信号的过程可以实现大于40Gbits/s的高速重复全光顺序信号处理，既提高了光子集成电路和平面光波电路的工作能力，又显著降低了数字光网络设备的成本。

全光触发器目前采用的方案有，基于耦合半导体光放大器、光纤环形激光器触发器、激光二极管、太赫兹光学非对称解复用器、极化编码触发器、Mach-Zehnder干涉仪、单个耦合半导体光放大器辅助对称Mach-Zehnder干涉仪以及微环谐振器。但是，大多数都是双稳态光学设备，没有任何时钟信号的状态能随设置状态或复位输入信号的状态而立即发送变化。尽管如此，在光学数字系统中采用时钟触发器对于时间同步操作至关重要，体积小，功耗低，硅芯片上的全光触发器存储器已经出现，但其电脉冲电路切换时间非常长。基于此，实现基于单微环谐振器光开关的全光D触发器确有必要。

发明内容

针对上述技术问题，提供了一种一种基于单微环谐振器光开关的全光D触发器，解决了全光触发器电脉冲电路切换时间长的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

基于单微环谐振器光开关的全光D触发器，包括信号发生器、连续波激光器、调制器、时钟脉冲CLK、单微环谐振器、耦合器、掺铒光纤放大器、光示波器，所述信号发生器和连续波激光器连接在调制器上，所述调制器通过单微环谐振器连接有耦合器，所述单微环谐振器上连接有时钟脉冲CLK，所述耦合器分别连接有掺铒光纤放大器和光示波器，所述掺铒光纤放大器连接在单微环谐振器上。

所述信号发生器频率带宽为0-10GHz，输出功率为10-20dBm。

所述调制器频率带宽为0-10GHz。

所述时钟脉冲CLK是波长为532nm绿色激光的脉冲光束。

所述单微环谐振器的微环半径为20μm，厚度为250nm，横截面为450×250nm²。

所述耦合器是90:10的耦合器。

所述掺铒光纤放大器（7）的输出功率为0.5-2W、波长范围为1545-1565nm。

基于单微环谐振器光开关的全光D触发器的控制方法，包括下列步骤：