[实用新型]基于PCF的环形腔多波长激光器的全光波长转换器

说明书

技术领域

本实用新型属于光信息技术领域，涉及一种基于PCF的环形腔多波长激光器的全光波长转换器。

背景技术

由于DWDM 技术的发展, 基于波长变换和波长路由的全光网络的实现已成为未来超大容量通信网的发展方向，而实现波长路由的核心部件就是全光波长变换器(AOWC)。全光波长转换器是指不经过电域处理，直接把信息从一个光波长转换到另一个光波长的器件。在光域中直接实现波长转换可以克服光-电-光波长转换器中电器件的速度瓶颈、透明性低等不足，对于解决全光传输网中的波长争用问题，提高波长重用率和网络配置的灵活性等均有重要意义。同时波长转换技术分散了网络管理, 提高了安全性。

全光波长转换器有很多种实现方法。从所采用的基本物理原理来看，一般是利用了光学媒质的二阶非线性效应和三阶非线性效应。差频波长转换器利用二阶非线性效应，四波混频全光波长转换器，利用了三阶非线性光学效应。传统的石英光纤中，三阶非线性过程相对于二阶非线性过程来说效率较低，传统的石英光纤组成的四波混频波长转换器的应用有限。然而，相对传统的石英光纤而言，光子晶体光纤可以通过合理的结构设置提供良好的非线性效应，另外，传统光纤只在一个频率范围内支持单模传输，光子晶体光纤则可以设计成在整个频率范围内支持单模传输。通过合理的结构设计，光子晶体光纤可以灵活的设置色散和色散斜率，提供宽带色散补偿。同时，光子晶体光纤还觉有优良的双折射效应和较小的弯曲损耗。由光子晶体光纤组成的四波混频波长转化器能够提高良好的非线性效应，能够提高三阶非线性效应，提高四波混频过程的效率。

传统的波长转换方案中泵浦光都是采用固定波长的激光器输出产生，据四波混频的波长转换机理可知，改变泵浦光的波长可增加波长转换的调谐范围。掺铒光纤激光器中铒光纤属于增益均匀加宽介质，由均匀加宽机制造成的激光器模式竞争有助于激光器的单纵模运转，但是在线性腔的掺铒光纤激光器中，驻波引起的空间烧孔效应会使得激光器产生多模振荡，将掺铒光纤激光器设计成环形腔的结构，可有效抑制EDF的空间烧孔效应，在环形腔内加上AWG、滤波器和光开关可实现在系统不同信道之间切换泵浦光的波长，具有波长开关功能的多波长环形腔光纤激光器可实现泵浦光波长的变化，增加了波长调谐范围。

发明内容

本实用新型针对现有全光波长转换器具有高成本、对调制速度和调制方式不透明等不足，提出了一种基于环形腔多波长激光器的全光波长转换器，利用本实用新型获得的转换光具有稳定性强、宽带可调等优点，整个装置的成本低，并且易于与光纤系统集成。

本实用新型所采取的技术方案：

基于PCF的环形腔多波长激光器的全光波长转换器，它由泵浦源、掺铒光纤、光子晶体光纤、阵列波导光栅、隔离器、偏振控制器、耦合器、带通滤波器、光开关等组成。第一泵浦光与第二泵浦光经过第一耦合器耦合后与第一波分复用器的输入端口a连接，第一波分复用器的另一个输入端口b与光子晶体光纤的一端相连，光子晶体光纤的另一端与第二耦合器的公共输入端连接，第二耦合器的20%分光比的输出端口与                                               阵列波导光栅的输入端连接，阵列波导光栅的N个输出端口分别与光开关的N个输入端口连接，光开关的输出端与第一偏振控制器的一端相连，第一偏振控制器的另一端与第二波分复用器的一个输入端c连接。输入信号光从第二偏振控制器的一端输入，第二偏振控制器的另一端与第二波分复用器的另一个输入端d连接，第二波分复用器的公共端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与第一波分复用器的公共端连接。如上连接，第一波分复用器、光子晶体光纤、第二耦合器、阵列波导光栅、光开关、第一偏振控制器、第二波分复用器、隔离器和掺铒光纤连接形成了环形腔。第二耦合器的80%的输出端口与可调带通滤波器的输入端连接，从可调带通滤波器的输出端口就能得到输出的转换光。

调节第一偏振控制器或第二偏振控制器，控制泵浦光与信号光的偏振方向，当两束光的偏振方向平行的时候，获得最大的转换效率。

调节光开关，使阵列波导光栅不同的通道对接入到环形腔内，实现不同泵浦波长输出，与固定波长信号光发生四波混频产生不同的转换光波长输出。

在掺铒光纤与第二波分复用器之间加入一个隔离器，为了确保环形腔的单向传输。