[发明专利]一种1.55μm波段至2μm波段的波长转换器

权利要求书

1.一种1.55μm波段至2μm波段的波长转换器，其特征在于，包含第一波分复用器、用于实现群速度匹配的碲酸盐光子晶体光纤、第二波分复用器以及耦合器；第一波分复用器具有第一输入输出端、第二输入输出端以及用于接入输入至所述波长转换器的1.55μm波段的脉冲光的输入端口，第二波分复用器具有第三输入输出端口、第四输入输出端口以及用于输出1.55μm波段脉冲光的输出端口，耦合器具有用于接入2μm波段连续光的输入端口、用于输出1.55μm波段脉冲光作为所述波长转换器的输出的输出端口、第五输入输出端以及第六输入输出端，碲酸盐光子晶体光纤连接在第一输入输出端与第三输入输出端口之间，第二输入输出端连接第五输入输出端，第四输入输出端口连接第六输入输出端,所述2μm波段的光具体为2.025μm波长的光，所述耦合器为3dB耦合器。

2.根据权利要求1所述的波长转换器，其特征在于，所述波长转换器的各部分的结构以及连接关系还被下述信号的流向所限定：

所述1.55μm波段的泵浦光脉冲的信号流向顺次为：第一波分复用器、碲酸盐光子晶体光纤、第二波分复用器，然后流出；

进入耦合器的2μm波段的光的流向分为两路，一路顺次为：耦合器、第一波分复用器、碲酸盐光子晶体光纤、第二波分复用器，然后流回耦合器，另一路顺次为：耦合器、第二波分复用器、碲酸盐光子晶体光纤、第一波分复用器，然后流回耦合器。

3.根据权利要求1所述的波长转换器，其特征在于，所述碲酸盐光子晶体光纤具有均是由基底材料60TeO2-20PbO-20PbCl2制成的纤芯和包层，所述基底材料内具有沿着所述碲酸盐光子晶体光纤轴线平行设置的多个空气孔；在所述碲酸盐光子晶体光纤的任意横截面上：所述多个空气孔沿着碲酸盐光子晶体光纤的轴心成多层分布，每层的空气孔均排列成正六边形，任意两个相邻空气孔的孔心之间的距离均为P＝4μm±0.25μm，最内层的各空气孔的直径d1范围是3.0～3.7μm，最内层的任意空气孔的直径相差在0.5μm以内，其余空气孔的直径d为3μm±0.5μm，或者是任意两个相邻空气孔的孔心之间的距离P的范围是3.80～4.15μm，各任意两个相邻空气孔的孔心之间的距离相差在0.725μm以内，最内层空气孔的直径d1均为3.3μm±1.45μm，其余空气孔的直径d为3μm±1.45μm；最内层空气孔的孔心之间形成的圆所包围的基底材料形成所述纤芯，其他基底材料以及所有空气孔形成所述包层。

4.根据权利要求3所述的波长转换器，其特征在于，每一个正六边形中，任意相邻的两条边之间的交点处具有一个空气孔。

5.根据权利要求3所述的波长转换器，其特征在于，任意两个相邻空气孔的孔心之间的距离均为P＝4μm，最内层的各空气孔的直径d1相等，d1范围是3.0～3.7μm，其余空气孔的直径d为3μm，或者是任意两个相邻空气孔的孔心之间的距离相等，P为3.80～4.15μm，最内层空气孔的直径d1均为3.3μm，其余空气孔的直径d为3μm。

6.根据权利要求3所述的波长转换器，其特征在于，最内层的空气孔的直径以及任意两个相邻空气孔的孔心之间的距离进一步被最内层的空气孔的直径与任意两个相邻空气孔的孔心之间的距离之比K所限定，K的范围为72％～92％。

7.根据权利要求3所述的波长转换器，其特征在于，对于任意一个所述碲酸盐光子晶体光纤，其纤芯直径的大小位于2P_min～2P_max之内，其中P_min以及P_max分别表示该碲酸盐光子晶体光纤两个相邻空气孔的孔心之间的距离的最小值和最大值。

8.根据权利要求1所述的波长转换器，其特征在于，所述第一波分复用器、所述碲酸盐光子晶体光纤、所述第二波分复用器以及所述耦合器之间连接成环形，该环形中包含的光纤长度符合以下公式：

π＝2Pγ₁₂L

式中，P为输入信号功率，L为光纤长度，γ₁₂为与交叉相位调制相关的非线性系数。