專利名稱：基于單根光可調(diào)時(shí)延線的三倍可調(diào)光復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種基于單根光可調(diào)時(shí)延線 (TODL)的三倍可調(diào)光復(fù)用器。
背景技術(shù)：
在將來的超高速傳輸系統(tǒng)中，主要是電子電路的速率形成了“瓶頸”，在速率接近 電子電路的處理極限之后，依靠電處理技術(shù)的進(jìn)步提高單信道傳輸速率已不現(xiàn)實(shí)，而在光 路部分還有潛力可挖。光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)(OTDM)就是使設(shè)備中的電子電路只工作在相對(duì)較 低的速率上，從而避開了電子設(shè)備對(duì)提高速率的限制，能達(dá)到擴(kuò)容的目的。OTDM需要的基本 技術(shù)包括超短光脈部發(fā)生技術(shù)、全光時(shí)分復(fù)用/去復(fù)用技術(shù)、超高速定時(shí)提取技術(shù)。OTDM傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括超短光脈沖發(fā)生技術(shù)、全光時(shí)分復(fù)用/去復(fù)用技術(shù) 和超高速定時(shí)提取技術(shù)等。超短光脈沖發(fā)生技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超高速OTDM系統(tǒng)的必要條件之一。 發(fā)送的光信號(hào)光脈沖越窄，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送的脈沖就越多，傳輸?shù)男畔⒘烤驮酱?。在OTDM 試驗(yàn)中采用模同步摻鉺光纖環(huán)形激光器就是為了產(chǎn)生超短光脈沖，同時(shí)，這種激光器溫度 穩(wěn)定，產(chǎn)生的脈沖幾乎沒有啁啾，在高頻條件下，不需要進(jìn)行啁啾補(bǔ)償或脈沖壓縮，就能產(chǎn) 生10皮秒以下的超短脈沖。然后將低速的光信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，形成超高速的光信號(hào)的光 時(shí)分復(fù)用技術(shù)以及將超高速的光信號(hào)進(jìn)行時(shí)分去復(fù)用，同樣OTDM系統(tǒng)在高速光采樣中有 很好的應(yīng)用價(jià)值，尤其是可調(diào)節(jié)的光采樣系統(tǒng)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，2008年《Optics Express (光學(xué)快報(bào))》發(fā)表了題為 "Polarizationindependent 4-stage OTDM multiplexer using plated GRIN lens (通過 GRIN凸鏡實(shí)現(xiàn)偏振獨(dú)立的四級(jí)時(shí)分復(fù)用)，，的文章，該技術(shù)采用GRIN凸鏡來實(shí)現(xiàn)OTDMjfi 一次產(chǎn)生的是兩倍的復(fù)用。此外，德國公司U2T的產(chǎn)品0MUX-2/3/4系列中，通過采用光可 調(diào)時(shí)延線來實(shí)現(xiàn)了 4倍、8倍和16倍的復(fù)用，但是由于復(fù)用倍數(shù)是兩倍的整數(shù)倍，因此產(chǎn)生 更高速的光信號(hào)會(huì)導(dǎo)致精度要求逐漸增加，而且費(fèi)用較大，且一般是針對(duì)固定不變的頻率 的驅(qū)動(dòng)光信號(hào)不對(duì)稱，因此該技術(shù)很容易形成啁啾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種基于單根光可調(diào)時(shí)延線的 三倍可調(diào)光復(fù)用器。本發(fā)明通過合理的使用環(huán)形器和光分路合路器的組合，實(shí)現(xiàn)了只需要 通過一根光可調(diào)時(shí)延線可以實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)三倍復(fù)用的目的，具有節(jié)約成本、復(fù)用效率高的 優(yōu)點(diǎn)，適合高速光通信系統(tǒng)和高速光采樣系統(tǒng)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括一根光可調(diào)時(shí)延線、兩個(gè)環(huán)形器和四個(gè)光合路分路器，其中第一光 合路分路器的合路端輸入激光，第一光合路分路器的一個(gè)分路端與第一環(huán)形器的第一個(gè)端 口相連傳輸光信號(hào)，第一光合路分路器的另一個(gè)分路端與第二光合路分路器的一個(gè)分路端 相連傳輸光信號(hào)，第一環(huán)形器的第二個(gè)端口與光可調(diào)時(shí)延線的一端相連傳輸光信號(hào)，光可調(diào)時(shí)延線的另一端與第二光環(huán)形器的第一個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第二光環(huán)形器的第二個(gè)端口與第三光合路分路器的合路端相連傳輸光信號(hào)，第三光合路分路器的一個(gè)分路端與第 四光合路分路器的一個(gè)分路端相連傳輸光信號(hào)，第三光合路分路器的另一個(gè)分路端與第二 光環(huán)形器的第三個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第四光合路分路器的另一個(gè)分路端與第一環(huán)形器 的第三個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第四光合路分路器的合路端與第二光合路分路器的另一個(gè) 分路端相連傳輸光信號(hào)，第二光合路分路器的合路端輸出三倍復(fù)用光信號(hào)。所述的光可調(diào)時(shí)延線的可調(diào)范圍是lpS-300pS。所述的光可調(diào)時(shí)延線的長度L，具體是L = (n+l/3)T,其中η是任一正整數(shù)，T是光信號(hào)重復(fù)周期。所述的兩個(gè)環(huán)形器都是低插入損耗的環(huán)形器，其中第三端口到第一端口的衰減 小于0. 2dB，第一端口到第二端口的衰減小于0. 2dB，其余各端口間的隔離度大于20dB。本發(fā)明中共有三路光信號(hào)第一路光信號(hào)直接經(jīng)第一光合路分路器和第二光合路 分路器；第二路光信號(hào)經(jīng)第一光合路分路器、第一環(huán)形器、光可調(diào)時(shí)延線、第二環(huán)形器、第三 光合路分路器、第四光合路分路器和第二光合路分路器；第三路光信號(hào)經(jīng)第一光合路分路 器、第一環(huán)形器、光可調(diào)時(shí)延線、第二環(huán)形器、第三光合路分路器、第二環(huán)形器、光可調(diào)時(shí)延 線、第一環(huán)形器、第四光合路分路器和第二光合路分路器，通過調(diào)節(jié)光可調(diào)時(shí)延線就可實(shí)現(xiàn) 對(duì)不同輸入重復(fù)率光信號(hào)的三倍復(fù)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是使用一根光可調(diào)時(shí)延線，不但實(shí)現(xiàn)了光信 號(hào)的三倍復(fù)用，提高了復(fù)用效率，且減少了成本，還同時(shí)使三路光信號(hào)之間錯(cuò)開使其避免連 續(xù)出現(xiàn)多零和多一的現(xiàn)象來減少Pattern效應(yīng)，因此本發(fā)明可以用于高速光通信的時(shí)分復(fù) 用和高速可調(diào)的光采樣。


圖1為實(shí)施例的組成示意圖；圖2為實(shí)施例中三路光信號(hào)和復(fù)用后光信號(hào)的光脈沖示意圖；圖3為通過使用實(shí)施例裝置產(chǎn)生30GHz皮秒脈沖的系統(tǒng)組成示意圖；圖4為實(shí)施例產(chǎn)生的30GHz皮秒脈沖的時(shí)域波形圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)說明本實(shí)施例在本發(fā)明為基礎(chǔ)的前提 下實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方法和操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于以下實(shí)施例。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括一根光可調(diào)時(shí)延線、兩個(gè)環(huán)形器和四個(gè)光合路分路 器，其中第一光合路分路器的合路端接入皮秒激光，第一光合路分路器的一個(gè)分路端與第 一環(huán)形器的第一個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第一光合路分路器的另一個(gè)分路端與第二光合路 分路器的一個(gè)分路端相連傳輸光信號(hào)，第一環(huán)形器的第二個(gè)端口與光可調(diào)時(shí)延線的一端相 連傳輸光信號(hào)，光可調(diào)時(shí)延線的另一端與第二光環(huán)形器的第一個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第 二光環(huán)形器的第二個(gè)端口與第三光合路分路器的合路端相連傳輸光信號(hào)，第三光合路分路器的一個(gè)分路端與第四光合路分路器的一個(gè)分路端相連傳輸光信號(hào)，第三光合路分路器的 另一個(gè)分路端與第二光環(huán)形器的第三個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第四光合路分路器的另一個(gè) 分路端與第一環(huán)形器的第三個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第四光合路分路器的合路端與第二光 合路分路器的另一個(gè)分路端相連傳輸光信號(hào)，第二光合路分路器的合路端輸出三倍復(fù)用光信號(hào)。本實(shí)施例采用的光可調(diào)時(shí)延線為General Photnoics公司的可調(diào)范圍為 l-300ps的產(chǎn)品，光可調(diào)時(shí)延線的長度L，具體是<formula>formula see original document page 5</formula>其中η是任一正整數(shù)，T是光信號(hào)重復(fù)周期。所述的兩個(gè)環(huán)形器都是低插入損耗的環(huán)形器，其中第三端口到第一端口的衰減 小于0. 2dB，第一端口到第二端口的衰減小于0. 2dB，其余各端口間的隔離度大于20dB。本實(shí)施例中第一光合路分路器的分光比為10 90，第二光合路分路器的分光比 為40 60，第三光合路分路器的分光比為50 50，第四光合路分路器的分光比為50 50。本發(fā)明中共有三路光信號(hào)第一路光信號(hào)未經(jīng)過光可調(diào)時(shí)延線(如圖1中最粗的 直線所示)，直接經(jīng)第一光合路分路器和第二光合路分路器；第二路光信號(hào)經(jīng)過一次光可 調(diào)時(shí)延線(如圖1中次粗的直線所示)，依次經(jīng)第一光合路分路器、第一環(huán)形器、光可調(diào)時(shí)延 線、第二環(huán)形器、第三光合路分路器、第四光合路分路器和第二光合路分路器；第三路光信 號(hào)經(jīng)過兩次光可調(diào)時(shí)延線(如圖1中虛線所示)，依次經(jīng)第一光合路分路器、第一環(huán)形器、光 可調(diào)時(shí)延線、第二環(huán)形器、第三光合路分路器、第二環(huán)形器、光可調(diào)時(shí)延線、第一環(huán)形器、第 四光合路分路器和第二光合路分路器，通過調(diào)節(jié)光可調(diào)時(shí)延線就可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同輸入重復(fù)率 光信號(hào)的三倍復(fù)用。三路光信號(hào)和復(fù)用后光信號(hào)的脈沖示意圖如圖2所示。如圖3所示，當(dāng)采用IOGHz的注入鎖模激光器，在外界RF光信號(hào)源和RF驅(qū)動(dòng)放大 器的作用下產(chǎn)生的IOGHz的脈寬為1皮秒的脈沖，通過EDFA(摻餌光纖放大器)將光信號(hào) 放大在本實(shí)施例裝置中，然后再進(jìn)入光示波器，在lOGHzPPG(光信號(hào)發(fā)生器)觸發(fā)下(PPG 產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)過電的寬帶放大器)，通過皮秒激光器產(chǎn)生的脈沖，脈寬約為1皮秒(由于 示波器的帶寬為40GHz，而當(dāng)脈沖寬度是1皮秒的時(shí)候，其頻譜很寬，因此示波器的光信號(hào) 會(huì)比實(shí)際的光信號(hào)有所展寬，但實(shí)際的光信號(hào)仍然是1皮秒的脈寬)，當(dāng)三路光信號(hào)在除去 光可調(diào)時(shí)延線及其兩端一段光纖的長度相等時(shí)，調(diào)節(jié)光可調(diào)時(shí)延線從而使第一路光信號(hào)和 第二路光信號(hào)的時(shí)延為N倍的100皮秒加上33. 3皮秒，這樣在時(shí)間上第一路光信號(hào)和第二 路光信號(hào)會(huì)錯(cuò)開并且有33. 3皮秒的時(shí)延，第三路光信號(hào)由于往返通過光可調(diào)時(shí)延線，因此 第三路光信號(hào)與第一路光信號(hào)的時(shí)延為100皮秒乘以2N加上66. 6皮秒的時(shí)延，并且第三 路光信號(hào)與第一路光信號(hào)錯(cuò)開了 2N比特，第三路光信號(hào)與第二路光信號(hào)錯(cuò)開了 N比特，從 而實(shí)現(xiàn)了三倍的復(fù)用，使脈沖的重復(fù)率到30GHz。通過調(diào)節(jié)圖3中PPG和RF光信號(hào)的頻率相同，可以得到如圖4所示的光信號(hào)時(shí)域 波形，時(shí)域光信號(hào)的重復(fù)周期約為33. 3個(gè)皮秒左右，從而實(shí)現(xiàn)了光的三倍可調(diào)復(fù)用，通過 本實(shí)施例裝置使下一級(jí)的時(shí)延調(diào)至N倍的33. 3皮秒加上11. 1皮秒附近，就可以將數(shù)據(jù)復(fù) 用到90GHz，從而進(jìn)行高速采樣。
權(quán)利要求
一種基于單根光可調(diào)時(shí)延線的三倍可調(diào)光復(fù)用器，其特征在于，包括一根光可調(diào)時(shí)延線、兩個(gè)環(huán)形器和四個(gè)光合路分路器，其中第一光合路分路器的合路端輸入激光，第一光合路分路器的一個(gè)分路端與第一環(huán)形器的第一個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第一光合路分路器的另一個(gè)分路端與第二光合路分路器的一個(gè)分路端相連傳輸光信號(hào)，第一環(huán)形器的第二個(gè)端口與光可調(diào)時(shí)延線的一端相連傳輸光信號(hào)，光可調(diào)時(shí)延線的另一端與第二光環(huán)形器的第一個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第二光環(huán)形器的第二個(gè)端口與第三光合路分路器的合路端相連傳輸光信號(hào)，第三光合路分路器的一個(gè)分路端與第四光合路分路器的一個(gè)分路端相連傳輸光信號(hào)，第三光合路分路器的另一個(gè)分路端與第二光環(huán)形器的第三個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第四光合路分路器的另一個(gè)分路端與第一環(huán)形器的第三個(gè)端口相連傳輸光信號(hào)，第四光合路分路器的合路端與第二光合路分路器的另一個(gè)分路端相連傳輸光信號(hào)，第二光合路分路器的合路端輸出三倍復(fù)用光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單根光可調(diào)時(shí)延線的三倍可調(diào)光復(fù)用器，其特征是，所 述的光可調(diào)時(shí)延線的可調(diào)范圍是lps-300ps。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于單根光可調(diào)時(shí)延線的三倍可調(diào)光復(fù)用器，其特征是， 所述的光可調(diào)時(shí)延線的長度L，具體是L = (n+l/3)T,其中n是任一正整數(shù)，T是光信號(hào)重復(fù)周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單根光可調(diào)時(shí)延線的三倍可調(diào)光復(fù)用器，其特征是，所 述的兩個(gè)環(huán)形器都是低插入損耗的環(huán)形器，其中第三端口到第一端口的衰減小于0. 2dB， 第一端口到第二端口的衰減小于0. 2dB，其余各端口間的隔離度大于20dB。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單根光可調(diào)時(shí)延線的三倍可調(diào)光復(fù)用器，其特征是， 所述的第一光合路分路器的分光比為10 90，所述的第二光合路分路器的分光比為 40 60，所述的第三光合路分路器的分光比為50 50，所述的第四光合路分路器的分光比 為 50 50。
全文摘要
一種光通信技術(shù)領(lǐng)域的基于單根光可調(diào)時(shí)延線的三倍可調(diào)光復(fù)用器，包括一根光可調(diào)時(shí)延線、兩個(gè)環(huán)形器和四個(gè)光合路分路器。本發(fā)明產(chǎn)生了三路光信號(hào)，其中第一路光信號(hào)不經(jīng)過光可調(diào)時(shí)延線，第二路光信號(hào)經(jīng)過一次光可調(diào)時(shí)延線，第三路光信號(hào)經(jīng)過二次光可調(diào)時(shí)延線，三路光信號(hào)錯(cuò)開，產(chǎn)生三倍數(shù)據(jù)率的光信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了光的三倍復(fù)用。本發(fā)明不但實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的三倍復(fù)用，提高了復(fù)用效率，且減少了成本，還同時(shí)使三路光信號(hào)之間錯(cuò)開使其避免連續(xù)出現(xiàn)多零和多一的現(xiàn)象來減少Pattern效應(yīng)，因此可以用于高速光通信的時(shí)分復(fù)用和高速可調(diào)的光采樣。
文檔編號(hào)G02B6/28GK101833136SQ20101013786
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者劉芳菲, 吳艷志, 張亮, 曹攀, 蘇翼凱 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)