專利名稱：光學(xué)數(shù)模轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域或光子領(lǐng)域中的數(shù)模轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
雖然數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)是電領(lǐng)域中眾所周知的，但是迄今為止對(duì)光學(xué)領(lǐng)域或光子領(lǐng)域中的DAC的關(guān)注極少。全光學(xué)DAC的使用可用于實(shí)現(xiàn)超快速信號(hào)處理功能，例如用于報(bào)頭提取技術(shù)的模式識(shí)別、用于提高譜效率或標(biāo)簽/有效載荷編碼技術(shù)的幅度復(fù)用(全電平轉(zhuǎn)換(all level conversion))、以及用于雷達(dá)和顯示應(yīng)用的波形生成?，F(xiàn)有光子DAC技術(shù)利用相干光學(xué)求和，但是這要求準(zhǔn)確控制待求和或組合的信號(hào)的相位。進(jìn)一步的技術(shù)使用非線性光學(xué)回路鏡(NOLM)干涉儀開(kāi)關(guān)和包含光脈沖的探測(cè)信號(hào)，以在2位實(shí)現(xiàn)中從二幅移鍵控信號(hào)產(chǎn)生四幅移鍵控光信號(hào)。但是，這種方案要求分離的探測(cè)信號(hào)，其生成與DAC光子電路的其余部分不可集成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其布置成接收N位數(shù)字光信號(hào)，并且處理該N 位數(shù)字光信號(hào)以生成模擬光信號(hào)。該DAC包括光子電路，光子電路布置成取決于N位數(shù)字光信號(hào)的其它位的至少一個(gè)的幅度來(lái)調(diào)整N位數(shù)字光信號(hào)的每個(gè)位的幅度。使用非線性光學(xué)效應(yīng)來(lái)調(diào)整幅度，以便生成每個(gè)位的相應(yīng)輸出。DAC還包括光子組合器，光子組合器布置成組合每個(gè)位的輸出以生成模擬輸出信號(hào)。對(duì)本說(shuō)明書來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“模塊光信號(hào)”包括2N多電平信號(hào)，該信號(hào)然后例如可使用內(nèi)插濾波器轉(zhuǎn)換為連續(xù)模擬信號(hào)。這種布置允許節(jié)省成本的實(shí)現(xiàn)和緊密度(無(wú)需相干光信號(hào)求和，也無(wú)需外部生成的光學(xué)探測(cè)信號(hào))以及非線性器件數(shù)量的減少。在一實(shí)施例中，只有來(lái)自位其中之一的輸出，而其它輸出被抑制。這避免了對(duì)于來(lái)自每個(gè)位的輸出的相干求和的需要。抑制可通過(guò)零值位或者非零值位的全衰減來(lái)實(shí)現(xiàn)?？墒褂弥T如半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)之類的非線性光學(xué)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)非線性效應(yīng)。 在一實(shí)施例中，一個(gè)SOA用于作為探測(cè)接收數(shù)字光信號(hào)的每個(gè)位，至少一個(gè)其它位用作控制SOA的增益的泵信號(hào)(pump signal)。在一實(shí)施例中，DAC包括光學(xué)衰減器和/或極化控制器及極化器，以便控制來(lái)自每個(gè)位的輸出，從而生成具有等距預(yù)定電平的模擬信號(hào)。


現(xiàn)在將參照以下附圖、僅作為舉例而非限制意圖地描述實(shí)施例，在附圖中圖1示出光學(xué)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的2位實(shí)施例的示意圖；圖2示出用于圖1的非線性光學(xué)器件的非線性半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)增益特性；
圖3是示出對(duì)圖1的實(shí)施例的每個(gè)輸入位的輸出的表格；圖4是圖1實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)果的曲線圖；圖5是圖1實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)果的輸入/輸出眼圖；圖6示出光學(xué)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的3位實(shí)施例的示意圖；圖7-10是用于圖6的3位實(shí)施例的光學(xué)處理門的示意圖；圖11是二進(jìn)制2位實(shí)施例的示意圖；圖12是將光學(xué)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)模擬信號(hào)的方法；以及圖13示出光學(xué)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)3位實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出2位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，它布置成接收2位數(shù)字光信號(hào)，并且處理這個(gè)2 位數(shù)字光信號(hào)以生成模擬光信號(hào)。DAC 100包括兩個(gè)光學(xué)處理門120a和120b，它們從串并轉(zhuǎn)換器180接收輸入，并且輸出給組合器145。光學(xué)處理門、串并轉(zhuǎn)換器和組合器是布置成將引入的光學(xué)數(shù)字信號(hào)105處理成光學(xué)領(lǐng)域中的模擬光信號(hào)190的光子電路。光學(xué)數(shù)字信號(hào)包括布置成2位字的光脈沖序列(wl、w2、w3、w4)。每個(gè)2位字由DAC 100轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)190的多個(gè)輸出電平之一。能夠看到，字wl (01)對(duì)應(yīng)于模擬輸出電平1，w2(ll)對(duì)應(yīng)于電平3，w3 (00)對(duì)應(yīng)于電平0，以及w4對(duì)應(yīng)于電平2，其中二進(jìn)制字以格雷碼表示。串并轉(zhuǎn)換器180接收數(shù)字光信號(hào)的光脈沖，并且對(duì)于每個(gè)兩位字同時(shí)并行輸出兩個(gè)位。能夠看到，數(shù)字信號(hào)105的最低有效位(LSB) 115a與它們相應(yīng)字的最高有效位 (MSB) 11 組對(duì)。這允許光學(xué)處理門120a和120b對(duì)每個(gè)字的兩個(gè)位一起進(jìn)行操作。將LSB 11 施加到第一光學(xué)處理門120a的信號(hào)輸入150a，并且還施加到第二光學(xué)處理門120b的控制輸入15恥。相反，將MSB 11 施加到第二光學(xué)處理門120b的信號(hào)輸入150b，并且還施加到第一光學(xué)處理門120a的控制輸入15fe。第一光學(xué)處理門120a包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA) 125a、光學(xué)循環(huán)器125a、和可變光學(xué)衰減器130a。SOA 125a是非線性光學(xué)器件，其將在下面更詳細(xì)地描述。在其它實(shí)施例中，備選地可使用不同的非線性光學(xué)器件。SOA 12 具有耦合到信號(hào)輸入150a的探測(cè)輸入以及耦合到光學(xué)循環(huán)器13 的泵輸入和輸出。光學(xué)循環(huán)器13 還耦合到可變衰減器 130a的一側(cè)以及耦合到控制輸入155a?？勺兯p器130a的另一側(cè)耦合到光學(xué)處理門120a 的輸出160a。光學(xué)循環(huán)器13 布置成將來(lái)自控制輸入15 的光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給SOA 125a，并且還將來(lái)自S0A12fe的光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給可變衰減器130a。對(duì)于第二光學(xué)處理門120b存在類似布置，其中第二 SOA 125b的探測(cè)側(cè)耦合到信號(hào)輸入150b，并且第二 SOA 125b的泵側(cè)和輸出耦合到第二光學(xué)循環(huán)器135b。第二可變衰減器130b耦合在光學(xué)循環(huán)器13 與第二光學(xué)處理門120b的控制輸入15 之間。最后，光學(xué)循環(huán)器13 還耦合到第二光學(xué)處理門120b的輸出160b。每個(gè)光學(xué)處理門120a和120b 的輸出160a和160b都耦合到組合器145。以這樣的方式組合從兩個(gè)光學(xué)處理門120a和120b輸出的、經(jīng)處理的光信號(hào)，以便生成模擬光信號(hào)190。具體來(lái)說(shuō)，施加到相應(yīng)門120a和120b的信號(hào)輸入150a和150b的位 (LSB和MSB)的幅度取決于另一個(gè)位(MSB和LSB)的幅度來(lái)調(diào)整。這通過(guò)使用施加到控制門15 或15 的位控制SOA 125a或12 的增益來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)調(diào)整SOA的增益，施加到
5信號(hào)輸入15 或15 的位的輸出160a (140a)和160b (140b)處的幅度能夠取決于施加到相應(yīng)控制輸入15 或15 的位來(lái)調(diào)整。使用可變衰減器130a和130b來(lái)縮放相應(yīng)控制光脈沖或信號(hào)光脈沖的幅度，以便控制來(lái)自每個(gè)門120a和120b的輸出光脈沖的幅度，使得它們進(jìn)行組合以生成適當(dāng)模擬電平，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解的。能夠用作第一非線性光學(xué)器件和/或第二非線性光學(xué)器件12fe/125b的SOA的增益特性是非線性的，并且在圖2中示出。圖2示出由SOA施加到引入的探測(cè)信號(hào)(例如，SOA 12 的LSB 115a)的、作為施加的泵信號(hào)(例如，MSB 115b)的函數(shù)的增益。能夠看到，對(duì)于泵信號(hào)的低值(例如，MSB = O)，探測(cè)信號(hào)LSB = 1或0被強(qiáng)放大。小信號(hào)增益或未飽和增益G。是來(lái)自放大器的最大可用增益。但是，對(duì)于泵信號(hào)的高值(例如，MSB= 1)，則放大器增益飽和，并且探測(cè)信號(hào)(LSB = 1或0)被放大低于G。的增益級(jí)Gs或者完全沒(méi)有被放大 (增益G= 1)，取決于施加到SOA的泵信號(hào)的功率電平。典型地，輸入探測(cè)信號(hào)的輸入功率電平很低，這意味著輸出電平在強(qiáng)飽和放大器的情況下(G= 1)也很低，并且它能夠近似為零。因此，取決于控制泵電平，探測(cè)信號(hào)經(jīng)受的增益在最大增益(G = G。)與透明(G= 1)的兩個(gè)極限條件之間改變。圖3是示出MSB輸入信號(hào)11 和LSB輸入信號(hào)11 的數(shù)字輸入值、來(lái)自第一光學(xué)處理門120a的OUTl 140a輸出信號(hào)和來(lái)自第二光學(xué)處理門120b的0UT2 140b輸出信號(hào)的對(duì)應(yīng)模擬輸出幅度的DAC 100的表格。0UTt。t是OUTl信號(hào)和0UT2信號(hào)的組合幅度，并且輸出電平是與引入的字的不同數(shù)字值對(duì)應(yīng)的預(yù)定輸出電平。下面更詳細(xì)地描述多種模擬輸出幅度。第一門120a的輸出OUTl具有與^ipb -Ppb 成比例的功率電平，其中^ipb是探測(cè)位(LSB) 11 的邏輯值，Ppb是探測(cè)位(LSB) 11 的峰值功率電平，以及(；皿是光學(xué)放大器的單程增益，其值通過(guò)泵脈沖位(MSB) 11 的峰值功率來(lái)設(shè)置。因此，如果探測(cè)位(LSB)具有邏輯值“0”，則門的輸出處于低狀態(tài)，而不管泵位邏輯值是什么。如果探測(cè)位(LSB)邏輯值為“1”，并且泵位(MSB)邏輯值為“0”，則門輸出為Ppl^Gtj，其中是SOA的未飽和(小信號(hào))單程增益。如果探測(cè)位(LSB)具有邏輯值“1”，并且泵位(MSB)具有邏輯值“1”，則門輸出與Ppb *GS成比例，其中Gs是通過(guò)泵位的峰值功率設(shè)置的放大器的飽和增益，其中Gs ^ G00 因此，在這最后一種情況下，能夠通過(guò)利用探測(cè)信號(hào)經(jīng)受的、取決于泵峰值功率值的交叉增益壓縮(XGC)效應(yīng)，使非線性門的輸出任意低于Ppb *G。。泵脈沖和探測(cè)脈沖布置成同時(shí)通過(guò)S0A。這可使用光學(xué)延遲線(未示出)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的。因此，對(duì)于MSB的任何值，當(dāng)LSB為邏輯“0”時(shí)輸出OUTl將處于低狀態(tài)。如果LSB 為邏輯“ 1 ”，則存在兩種可能情況DLSB為“1”與(AND)MSB為“0，，:LSB經(jīng)受放大器中的非飽和增益G。。門1的輸出脈沖峰值功率近似地由(l-α J -Ppb *G。給出，α 為可變衰減器130a的衰減系數(shù)((Xa1 < 1)。2) LSB為“ 1 ”與MSB為“ 1 ” =MSB脈沖的功率電平Ppmp設(shè)置成強(qiáng)壓縮SOA增益的值 Ppmp。因此，LSB (具有峰值功率Ppb)經(jīng)受的增益是可忽略的，因?yàn)樵谶@種情況下G(Ppmp) 1， 并且門的輸出峰值功率為(I-Ci1) · Ppb。如果按常規(guī)我們假定G。>> 1并且Ppb << 1，則我們能夠假定該門120a的輸出對(duì)于這種情況也處于低狀態(tài)(low sate) 0另一方面，第二光學(xué)處理門130b的輸出0UT2與MSB-其探測(cè)信號(hào)-的功率電平成比例。如果MSB為“0”，則對(duì)于LSB的任何值，0UT2處于低狀態(tài)。如果MSB為“1”，則以下兩種情況是可能的DMSB為“1”與LSB為“0” 輸出脈沖峰值功率為G?！?Ppb。2) MSB為“1”與LSB為“1”:在這種情況下，MSB脈沖信號(hào)(具有峰值功率Ppb)經(jīng)受的增益為( = G[ (I-Ci2) · Ppmp]，其中α 2是可變衰減器130b的衰減系數(shù)(0 < α 2 < 1)。 α 2的值按照如下方式來(lái)設(shè)置使得泵脈沖的功率使第二門120b中的SOA 12 局部飽和到適當(dāng)值Gs。因此，0UT2輸出脈沖峰值功率由Gs · Ppb給出。通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)光纖耦合器組合兩個(gè)門的輸出，能得到2位DAC輸出110。圖3的表格概括了對(duì)于LSB邏輯值和MSB邏輯值的四種可能組合的兩個(gè)門輸出和總輸出(按照峰值脈沖功率)。能夠看到，為了適當(dāng)避免在標(biāo)準(zhǔn)耦合器處的相干求和，對(duì)于輸入字的任何可能序列，兩個(gè)門輸出中的僅一個(gè)產(chǎn)生非零的光學(xué)功率電平。為了輔助這個(gè)特征，強(qiáng)飽和增益的探測(cè)抑制比應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地足夠高(具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于LSB = 1并且MSB = 1的情況，門1的輸出應(yīng)當(dāng)比門2的對(duì)應(yīng)輸出小得多)。必要時(shí)，能夠使用下面描述的適當(dāng)光學(xué)功率衰減技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)必須的探測(cè)抑制比?？赏ㄟ^(guò)在非線性門的輸出處使用極化器(參見(jiàn)圖11)，并且適當(dāng)調(diào)整探測(cè)輸入/輸出路徑上的極化控制器，來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)功率衰減。通過(guò)利用飽和放大器中的非線性極化旋轉(zhuǎn) (NPR)效應(yīng)，當(dāng)LSB和MSB均假定為邏輯“1”的值時(shí)，這提高了門的抑制能力。當(dāng)對(duì)于LSB =1并且MSB = 1的情況組合門1和門2的輸出(參見(jiàn)表1)時(shí)，這進(jìn)一步避免了在門輸出耦合器處留下相干求和。應(yīng)當(dāng)注意，這種修改不影響器件的操作原理，這也可能采用其它非線性光學(xué)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，只要門1的消光比對(duì)于LSB = 1并且MSB = 1的情況足夠高。使用分離器117a和117b將LSB和MSB的兩個(gè)拷貝提供到兩個(gè)門120a和120b中。 這些分離器可布置成相等地分離這些脈沖的功率，但是分離比可以不同，使得泵(控制)輸入(路徑)和探測(cè)(信號(hào))輸入(路徑)上的光學(xué)可變衰減器然后用于將功率電平精細(xì)化成在SOA輸入處的最佳值。典型地，兩個(gè)SOA是相同的，也就是說(shuō)，它們具有相同的小信號(hào)增益G。、相同的飽和功率Psat、和載波重組時(shí)間Ts。但是，對(duì)于這些布置上的變化，在備選實(shí)施例中能夠使用其它電路結(jié)構(gòu)。從圖3的表中能夠看到，實(shí)現(xiàn)格雷碼的模數(shù)轉(zhuǎn)換能夠通過(guò)下列步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)控制兩個(gè)門120a和120b中的可變衰減器130a和130b的衰減系數(shù)α i和α 2的值，以便匹配如下兩個(gè)條件Gs = G[(l-a 2) · Ppb] = (2/3) · GO和(1-a ^ . GO = (1/3) ‘ GO在這些條件下，相應(yīng)于下列情況在2位DAC的輸出110處生成了四個(gè)等距預(yù)定輸出電平1)LSB = 0, MSB = 0 ；DAC 輸出等于 0(電平 0)2) LSB = 1,MSB = 1 ；DAC 輸出等于(1/3) · Ppb · G0(電平 1)3) LSB = 1，MSB = 1 ；DAC 輸出等于(2/3) · Ppb · G0 (電平 2)4) LSB = 0，MSB = 0 ；DAC 輸出等于 Ppb · G0(電平 3)實(shí)際電路布置可包括進(jìn)一步的光學(xué)可變衰減器，以便將泵(控制)路徑和探測(cè)(信號(hào))路徑的功率電平調(diào)整到SOA中的適當(dāng)電平和/或避免引起對(duì)半導(dǎo)體放大器的損壞。 類似地，還需要采用光學(xué)延遲線(未示出)，以便確保與每個(gè)位關(guān)聯(lián)的光脈沖的定時(shí)是有效的。這些器件的參數(shù)可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算來(lái)確定，正如將意識(shí)到的。在圖1的布置的實(shí)驗(yàn)裝備中，(兩個(gè)門的)探測(cè)信號(hào)的功率電平大約為_(kāi)20dBm(平均功率)，而泵平均功率在門1和門2中的SOA處分別為_(kāi)3dBm和-12daii。SOA在信號(hào)波長(zhǎng)處具有大約25dB的小信號(hào)增益G。、IldBm的3_dB輸出飽和功率以及 200ps的估計(jì)的增益恢復(fù)時(shí)間常數(shù)。在2位DAC的各級(jí)的時(shí)間流示于圖4中。由上至下，分別示出LSB、MSB、 門1輸出、門2輸出、和最終耦合器輸出的數(shù)據(jù)流。通過(guò)調(diào)整兩個(gè)門中的功率電平，并且在前面所述的輸出耦合器之前，執(zhí)行格雷碼DAC的實(shí)現(xiàn)。圖5中表現(xiàn)了輸入眼圖和輸出眼圖，示出在器件的輸出處的明顯打開(kāi)的4電平眼。 輸入二進(jìn)制信號(hào)品質(zhì)因數(shù)測(cè)量為22，而與電平1-電平0眼、電平2-電平1眼及電平3-電平2眼對(duì)應(yīng)的、輸出的3個(gè)品質(zhì)因數(shù)分別測(cè)量為10. 2,9. 8和10. 9。圖6示出3位光學(xué)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。DAC 600包括四個(gè)光學(xué)處理門620a-620d， 各具有耦合到組合器645的輸出(0UT1-0UT4)。DAC 600從接收的每個(gè)字接收三個(gè)輸入位 bit#l、bit#2、bit#3，并且它們被輸入到四個(gè)門620a-620d的每個(gè)-在信號(hào)輸入處或者兩個(gè)控制輸入之一處。圖7中更詳細(xì)地示出第一光學(xué)處理門620a。門620a包括兩個(gè)塊，第一塊與2位實(shí)現(xiàn)的第一門120a相似，并且包括第一信號(hào)輸入650al，其經(jīng)由光學(xué)可變衰減器630al耦合到第一 SOA 625a的探測(cè)輸入；第一控制輸入65fel，其經(jīng)由另一個(gè)可變衰減器630a2耦合到第一光學(xué)循環(huán)器635al的第一端口(1)；第一光學(xué)循環(huán)器的第二端口(2)耦合到第一 SOA 62 的泵輸入和輸出，并且第三端口( 耦合到第二塊的第二信號(hào)輸入650a2。第一光學(xué)處理門620a的第二塊包括第二 SOA 625b，其具有經(jīng)由可變衰減器 630a3耦合到第二信號(hào)輸入650a2的探測(cè)輸入；第二控制輸入66fe2，其經(jīng)由另一個(gè)可變衰減器630a4耦合到第二光學(xué)循環(huán)器635a2的第一端口(1)；第二光學(xué)循環(huán)器635a2的第二端口( 耦合到第二 SOA 670a的泵輸入和輸出，并且第三端口( 耦合到第二塊和第一光學(xué)處理門620a的輸出660a。第二光學(xué)處理門和第三光學(xué)處理門620b和620c按照分別如圖8和圖9所示的相似方式來(lái)實(shí)現(xiàn)；其中各門將不同的位用于它們的信號(hào)門以及第一控制門和第二控制門。因此，在每種情況下，取決于控制位的幅度來(lái)調(diào)整信號(hào)位的幅度，以便生成每個(gè)光學(xué)處理位的輸出。如圖10中所示，第四光學(xué)處理門620d按照不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文中，三個(gè)SOA塊用于構(gòu)建門620d。門620d布置成使得其輸出660d與bit#2成比例，因?yàn)檫B接到門4輸出 660d-經(jīng)由塊3的探測(cè)輸入端口 650d3-的唯一信號(hào)輸入端口是IN3。其它輸入端口用作泵信號(hào)。下表概括門4 620d的輸入輸出特性。
如果bit#2 = 0，則feite4_out = 0，而不管bit#l和bit#3的值是多少。如果 bit#2 = 1與bit#l = 0，則輸出仍然處于低狀態(tài)(S卩，零)，因?yàn)閴K1的輸出處于高狀態(tài)(只要bit#l處于低狀態(tài)，blocklout就與bit#2成比例)，并且塊2的泵路徑上的可變衰減器設(shè)置的方式使得充當(dāng)塊2中的泵的塊1的輸出強(qiáng)壓縮塊2中的S0A。因此，如果bit#2 = 1與bit#l = 0，則門4的輸出仍然處于低狀態(tài)(即，零)，而不管bit#0的值是多少，因?yàn)樵趬K3的探測(cè)輸入端口上不存在功率。這種情況覆蓋了圖中的表格的第5行和第6行。如果bit#2= 1與bit#l = 1，則塊2的輸出這時(shí)處于高狀態(tài)，因?yàn)樵趬K1的輸出處不存在功率(塊#1的泵路徑中的VA設(shè)置的方式使得強(qiáng)壓縮塊1中的SOA增益)。因此，在也作為塊3的探測(cè)輸入端口的塊2的輸出處存在非零的功率電平。因此，在這種情況下(bit#2 = 1與bit#l = 1)，門4的輸出取決于bit#0的值以及塊3的泵路徑中的VA。如果bit#0 = 0，則塊3中的探測(cè)信號(hào)經(jīng)受來(lái)自SOA的最大增益G。，并且輸出通過(guò)(l_a4)G。PIN給出，其中 a 4是門4的輸出路徑上的VA的衰減系數(shù)，以及Pin是塊3中的SOA的輸入處的探測(cè)功率。 這覆蓋了表格的第7行。另一方面，如果bit#0= 1，則塊3的泵路徑中的VA按照如下方式來(lái)調(diào)整使得bit#0讓SOA局部飽和到值(is4，并且門4輸出因而為(l-a4)(iS4PIN。這覆蓋了表格的最后一行。能夠通過(guò)組合不同門的輸出并且控制可變衰減器來(lái)正確實(shí)現(xiàn)格雷碼，控制可變衰減器使得對(duì)于第η個(gè)門的輸出塊中的衰減系數(shù)a η和第η個(gè)門中的SOA的飽和增益Gs11滿足下列條件

數(shù)字輸入和門輸出的值在下表中概括
權(quán)利要求
1.一種數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，布置成接收N位數(shù)字光信號(hào)，并且處理所述N位數(shù)字光信號(hào)以生成模擬光信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換器具有用于調(diào)整所述N位數(shù)字光信號(hào)的每個(gè)位的幅度的裝置，所述調(diào)整取決于所述N位數(shù)字光信號(hào)的其它位的至少一個(gè)的幅度、使用非線性光學(xué)效應(yīng)，以便生成每個(gè)所述位的相應(yīng)輸出；用于組合來(lái)自每個(gè)所述位的所述輸出以生成所述模擬光信號(hào)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的DAC，其中，布置用于調(diào)整所述N位數(shù)字光信號(hào)的每個(gè)位的幅度的所述裝置，以便提供所述模擬光信號(hào)的多個(gè)預(yù)定輸出電平，所述模擬光信號(hào)的每個(gè)輸出電平對(duì)應(yīng)于所述N位數(shù)字光信號(hào)的相應(yīng)值。
3.如權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的DAC，其中，用于調(diào)整每個(gè)位的幅度的所述裝置布置成對(duì)所述位的僅一個(gè)生成非零輸出。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的DAC，其中，用于調(diào)整所述N位數(shù)字光信號(hào)的每個(gè)位的幅度的所述裝置包括第一光學(xué)處理門，所述第一光學(xué)處理門具有信號(hào)輸入，其布置成接收所述N位數(shù)字光信號(hào)的第一所述位，并且耦合到非線性光學(xué)器件的輸入；控制輸入，其布置成接收所述N位數(shù)字光信號(hào)的第二所述位，并且布置成控制所述非線性光學(xué)器件的增益；以及輸出，其耦合到所述非線性器件的輸出以及用于組合每個(gè)位的所述輸出的所述裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的DAC，還包括第二光學(xué)處理門，所述第二光學(xué)處理門具有信號(hào)輸入，其布置成接收所述N位數(shù)字光信號(hào)的所述第二所述位，并且耦合到第二非線性光學(xué)器件的輸入；控制輸入，其布置成接收所述N位數(shù)字光信號(hào)的另一個(gè)位，并且布置成控制所述第二非線性光學(xué)器件的增益；輸出，耦合到所述第二非線性器件的輸出。
6.如權(quán)利要求4或5所述的DAC，其中，每個(gè)所述光學(xué)處理門還包括至少一個(gè)進(jìn)一步的控制輸入，其布置成接收所述N位數(shù)字光信號(hào)的另一個(gè)所述位，并且布置成控制至少一個(gè)進(jìn)一步的非線性光學(xué)器件的增益，所述進(jìn)一步的非線性光學(xué)器件或每個(gè)進(jìn)一步的非線性光學(xué)器件耦合在另一個(gè)非線性光學(xué)器件與所相應(yīng)的光學(xué)處理門的輸出之間。
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的DAC，其中，用于組合每個(gè)所述位的所述輸出的所述裝置包括耦合到所述光學(xué)處理門的輸出的光學(xué)耦合器。
8.如權(quán)利要求4至7中的任一項(xiàng)所述的DAC，其中，各控制輸入耦合到所相應(yīng)的非線性光學(xué)器件的輸出，并且其中，各光學(xué)處理門布置成使從它們相應(yīng)信號(hào)輸入和控制輸入接收的位基本同時(shí)地經(jīng)過(guò)所相應(yīng)的非線性光學(xué)器件。
9.如權(quán)利要求5至8中的任一項(xiàng)所述的DAC，還包括耦合在所述非線性器件與至少一個(gè)所述光學(xué)處理門的輸出之間的光學(xué)衰減器，以及耦合在所述非線性器件的輸出與所述光學(xué)處理門的至少一個(gè)的控制輸入之間的光學(xué)衰減器，所述光學(xué)衰減器布置成抑制除了一個(gè)之外的每一個(gè)位的輸出。
10.如權(quán)利要求5至9中的任一項(xiàng)所述的DAC，還包括耦合在所述控制輸入、所相應(yīng)的非線性光學(xué)器件、和所述光學(xué)處理門的至少一個(gè)的輸出之間的光學(xué)循環(huán)器。
11.如權(quán)利要求4至10中的任一項(xiàng)所述的DAC，其中，所述非線性光學(xué)器件是半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)。
12.如權(quán)利要求4至11中的任一項(xiàng)所述的DAC，還包括光學(xué)串并轉(zhuǎn)換器，布置成接收所述N位數(shù)字光信號(hào)，并且從耦合到所述光學(xué)處理門或每個(gè)光學(xué)處理門的相應(yīng)輸入的相應(yīng)輸出，輸出所述N位數(shù)字信號(hào)的位。
13.如權(quán)利要求4至12中的任一項(xiàng)所述的DAC，還包括每個(gè)光學(xué)處理門中的極化控制器和極化器，布置成修改所述模擬光信號(hào)的輸出電平與所述N位數(shù)字光信號(hào)的值之間的對(duì)應(yīng)性。
14.一種將N位數(shù)字光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬光信號(hào)的方法，方法包括取決于所述N位數(shù)字光信號(hào)的其它位的至少一個(gè)的幅度、使用非線性光學(xué)效應(yīng)來(lái)調(diào)整所述N位數(shù)字光信號(hào)的每個(gè)位的幅度，以便生成每個(gè)所述位的相應(yīng)輸出；組合每個(gè)所述位的輸出以生成所述模擬光信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，以多個(gè)預(yù)定輸出電平來(lái)生成所述模擬光信號(hào)，所述模擬光信號(hào)的各輸出電平對(duì)應(yīng)于所述N位數(shù)字光信號(hào)的相應(yīng)值。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，調(diào)整所述N位數(shù)字光信號(hào)的第一位的幅度包括將所述第一位施加到非線性光學(xué)器件的輸入，并且使用所述N位數(shù)字光信號(hào)的第二位來(lái)控制所述非線性光學(xué)器件的增益。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，將所述第一位施加到半導(dǎo)體光學(xué)放大器的探測(cè)輸入，而將所述第二位施加到所述半導(dǎo)體光學(xué)放大器的泵輸入。
18.如權(quán)利要求14至17中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，調(diào)整每個(gè)位的幅度包括對(duì)所述位的僅一個(gè)生成非零輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及在光學(xué)領(lǐng)域或光子領(lǐng)域中的數(shù)模轉(zhuǎn)換。本發(fā)明提供了一種數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)(100)，它布置成接收N位數(shù)字光信號(hào)(105)，并且處理該N位數(shù)字光信號(hào)以生成模擬光信號(hào)(110)。該DAC包括光子電路(120a、120b)，光子電路(120a、120b)布置成取決于N位數(shù)字光信號(hào)的其它位的至少一個(gè)的幅度來(lái)調(diào)整N位數(shù)字光信號(hào)的每個(gè)位的幅度。使用非線性光學(xué)效應(yīng)來(lái)調(diào)整幅度，以便生成每個(gè)位的相應(yīng)輸出。DAC還包括光子組合器(145)，光子組合器(145)布置成組合每個(gè)位的輸出，以生成模擬輸出信號(hào)(110)。
文檔編號(hào)G02F1/35GK102317856SQ200980157213
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者A·博戈尼, C·波奇, L·波蒂 申請(qǐng)人:瑞典愛(ài)立信有限公司