[发明专利]一种集成平面波导型超宽带全光波长转换的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及了一种波长转换的方法及装置，尤其是涉及属于光纤通信及全光信号处理领域的一种集成平面波导型超宽带全光波长转换的方法及装置。

背景技术

随着信息时代的发展，高速英特网接入、移动电话和通信设备的大量普及等，文字、语音、图像、视频等的信息交互传输日益频繁，人们对信息容量和带宽的需求迅速增长。为了能够以最小成本来最大限度传输信息量、满足不同的带宽需求，光通信系统正不断向高速、大容量、宽带、全光、长距离、低成本的方向迈进。在光路由网络中，每个信道都是用特定波长标识的，不同波长代表不同信道。为了提高各波长的使用效率同时避免网络阻塞，在网络节点处进行波长转换成为一种必然趋势。集成波导器件是光电子技术及应用的核心和关键，具有尺寸小、功能强、稳定、可靠性高、潜在成本低等突出优点，利用集成平面波导研制各类光通信器件从而大大减小通信节点的体积成为一个重要趋势。因而，发展集成型波长转换器件对于下一代光通信网络具有重要的现实意义。

实现全光波长转换的典型方法是利用非线性介质中的四波混频效应，通过信号光和泵浦光的相互作用，产生新频率的闲频光作为转换光信号。近年来，关于集成波导四波混频波长转换的研究主要集中在转换带宽和转换效率的提高上面。由于转换带宽直接决定了系统所能处理的信号容量，提高波长转换的转换带宽是一项迫切的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成平面波导型超宽带全光波长转换的方法及装置，用集成平面波导实现超宽带全光波长转换。

本发明采用的技术方案是：

一、一种集成平面波导型超宽带全光波长转换的方法：

将信号光与两路激光器发出的泵浦光同时输入到集成平面波导经过四波混频产生两个转换光输出，在频域上将其中一路激光器发出的泵浦光设置在信号光波长附近以降低集成平面波导中四波混频效应的相位失配量，同时在集成平面波导的工作波长范围内，调节另一路激光器发出的泵浦光的波长使得两个转换光的转换效率稳定，从而实现信号光的超宽带波长转换。

所述的两个转换光的转换效率稳定是指两个转换光的转换效率在超宽带范围内变化均小于3dB。

二、一种集成平面波导型超宽带全光波长转换的装置：

包括第一激光器、第一偏振控制器、信号源、电光调制器、第一光放大器、第一滤波器、波分复用器、集成平面波导、接收端模块、相位编码信号解调器、光电探测器、第二激光器、第二偏振控制器、第二光放大器、第二滤波器、第三激光器、第三偏振控制器、第三光放大器、第三滤波器和第四滤波器；第一激光器发出的信号光经第一偏振控制器偏振调节后输入到电光调制器中，电光调制器与信号源连接，电光调制器输出端依次经第一光放大器、第一滤波器后连接到波分复用器的第一输入端；第二激光器发出的第一路泵浦光经第二偏振控制器输入到第二光放大器中，第二光放大器输出端经第二滤波器连接到波分复用器的第二输入端；第三激光器发出的第二路泵浦光经第三偏振控制器输入到第三光放大器中，第三光放大器输出端经第三滤波器连接到波分复用器的第三输入端；波分复用器输出端输出的两路泵浦光和信号光同时入射到集成平面波导中经过四波混频产生两个转换光，集成平面波导的输出端经第四滤波器滤波与接收端模块连接。

所述的接收端模块采用光电探测器。

所述的接收端模块包括相位编码信号解调器和光电探测器，集成平面波导的输出端经第四滤波器滤波后再经相位编码信号解调器解调后与光电探测器连接。

本发明的有益效果是：

在频域上将其中一路激光器发出的泵浦光波长设置在信号光波长附近以降低集成平面波导中四波混频效应的相位失配量，同时在集成平面波导的工作波长范围内，调节另一路激光器发出的泵浦光波长，使得转换光的转换效率在超宽带范围内变化小于3dB，从而实现信号光的超宽带波长转换。并且，本发明方法具有波导色散不敏感的特性，可满足下一代的全光网络节点高速大容量信号处理的需要，可为下一代的全光网络节点信号处理提供参考。

附图说明

图1为本发明方法的原理示意图。

图2为本发明装置的连接结构示意图。

图3为本发明装置的一种接收端模块的结构示意图。

图4为本发明装置的另一种接收端模块的结构示意图。

图5为本发明实施例中两个转换光的转换效率随第二个泵浦光波长的变化关系。

图6为本发明实施例中测得的信号光、第一泵浦光以及不同波长处的第二泵浦光和转换光的光谱图。