[发明专利]一种基于半导体光放大器的正交偏振调制的光－光2－4电平编码转换方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种全光信息处理器件的方法和系统，特别是一种利用半导体光放大器的偏振调制效应实现全光2-电平光强度编码调制到4-电平光强度编码调制的转换方法和系统。

背景技术

全光网与全光信息处理是光通信乃至通信、信息处理的目标所在。因此全光信息处理与光-光直接变换是目前光通信领域的研究热点。通信系统中，为提高信息的传输效率，采用多电平调制的方法，可实现传输码率的提高。两电平调制时，高低电平分别代表“1”和“0”码，而当4电平调制时，则每个电平代表“00、01、10、11”，即两位信息。同理对2ⁿ电平编码调制信号，其每个电平携带的信息量为n个，因此通过多电平调制，可以实现在相同传送频带内传送更多的信息量，即提高了传输码率。在电通信领域主要有多电平调制、正交幅度调制等技术，来实现传输码率的提高。

在光纤传输媒质上，由于光纤本身的巨大传输带宽，因此一直以来两光电平的光强度调制一直占据着主要地位。但长距离高码率时，由于工作在1550nm的光纤具有较大的色散系数，因此系统需要色散补偿。而如果采用多电平调制技术，同样的传输码率，可大大减少信号的调制带宽，从而减小系统色散的影响。因此近年关于光多电平调制、光相移键控、光多偏振态调制等光调制技术正在成为研究热点。实现多光电平调制、或将2-电平信号转换成4-电平的方法主要目前可通过电-光调制或光-电-光的方法实现，而光-光直接转换的方式较少。

未来的全光网、全光信息处理是光通信及信息处理的发展方向。本发明根据半导体光放大器的正交偏振调制特性，发现(1)信号光沿TE模偏振方向进入SOA时，偏振态不受调制信号的影响，输出光依然保持线偏振态。(2)两路2-电平调制信号沿TE、TM模进入SOA的调制光对TE模式的被调制信号光的互增益调制具有差异性。由这两个特点实现了光-光2-4电平编码调制方式的转换。

光-光2-4电平编码调制转换的实现方法主要有：

文献(1)“All-optical 2-to-4 level encoder based on cross polarizationmodulation in a semiconductor optical amplifier utilized to develop anall-optical 2 input digital multiplexer”，H.Soto and A.Gutierrez，OpticalExpress，Vol.14，No.20，pp9000-9005，2006

利用了SOA的偏振调制效应实现了2-4光多电平调制的转换，其与本发明不同之处为：(1)要求两路2-电平输入信号光同向偏振合波注入SOA；(2)输入信号光信号功率之比需要满足较大的比例关系，因此输入端信号需要光放大；(3)输出端需要加检偏器；(4)由于检偏输出，由入射调制与被调制信号的光强改变而引起的SOA中TE、TM模之间干涉相位差的变化，会导致调制曲线的改变。

文献(2)“Reconfigurable multi-level phase shift keying encoder-decoder forall-optical networks”，Mokhtar，M.R.，Ibsen，M.，Teh，P.C.and Richardson，D.J.IEEE Photonics Technology Letters，Vol.15，No.3，pp431-433.

利用光纤光栅实现全光光相移键控编解码。为多相位编解码，而非多电平光强度调制编码。

发明内容：

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种基于半导体光放大器的正交偏振调制的光-光2-4电平编码转换方法和系统，能够实现光-光2-4电平编码转换；输出为线偏振光，无需检偏，简化系统的复杂程度，并且调制曲线不受干涉相位差变化的影响；控制信号光与被调制信号光可同向或反向输入；通过调节两调制信号光功率，实现4-电平输出信号的等间距输出；通过调节SOA的工作电流可实现输出动态范围的调节。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于半导体光放大器的正交偏振调制的光-光2-4电平编码转换方法，两路2-电平光强度调制信号正交偏振合波后与被调制信号光反向或同向输入SOA实现对信号光的4-电平强度调制的编码转换。