[发明专利]一种1.55μm波段至2μm波段的波长转换器

说明书

一种1.55μm波段至2μm波段的波长转换器，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波段脉冲光作为波长转换器的输出的输出端口，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。本波长转换器在交叉相位调制中，群速度匹配和高非线性克服了两波长之间的走离效应，保证了交叉相位调制的高效性。

技术领域

本发明涉及光纤领域，更具体地说，涉及1.55μm波段至2μm波段的波长转换器。

背景技术

随着通信技术的发展和人们对信息交互的强烈需求，全光通信网络技术无可厚非地成为全球通信的主力。光通信网络的迅猛发展使其容量在过去几十年中呈指数级增长，在技术上有许多突破，包括低损耗单模传输光纤、掺铒光纤放大器、波分复用等。对于长距离和大容量传输，大多数工作已经在C波段通信窗口(1530nm～1565nm)进行，其中光纤传输损耗最小，并且可以获得低噪声放大，高级调制格式信令允许在该有限带宽内有效增加容量。然而，容量传输的带宽距离积最终受光纤非线性限制。由于互联网流量呈指数级增长，今天的电信网络正在迅速推向其容量限制，引发了对潜在未来“容量紧缩”的担忧。所以现有的1.55μm波段(1530～1565nm)的光纤通信系统已经逼近传输容量的极限了，而解决此问题的有效手段之一是开辟新的光传输波段。随着2μm波段相关技术的飞速发展以及掺铥光纤放大器(TDFA)提供的巨大增益带宽(1.8μm～2.1μm)，2μm波段已经具备成为下一个光纤传输窗口的巨大潜力。2um波段(1.8μm～2.3μm)光由于对二氧化碳、水等分子吸收峰很高，属于人眼安全波段，在各领域都有广泛的应用，如人眼安全的激光雷达、激光手术刀、材料加工整形、光纤传感器等。

碲酸盐玻璃具有高折射率、高非线性折射率系数、高稀土掺杂浓度、高膨胀系数、低声子能、低熔点、稳定性好、抗腐蚀和特有的磁光性质等优点，积极应用于激光器、非线性器件等中。

在全光网络的波分复用系统中，波长转换技术是关键技术之一，也是解决光传输波段容量限制的有效手段之一，波长转换就是将一个波长所载的信息转载到另一个波长上面进行传输。而基于交叉相位调制的波长转换技术同时也可用于强度调制产生锁模。现有技术采用色散位移光纤来实现基于交叉相位调制的波长转换，然而现有的色散平坦位移光纤主要在1.55μm波段实现近零色散平坦，且在1.55μm波段是按间隔取值的，所以可用的波长数是非常有限的；在交叉相位调制中，由于走离效应，现有技术利用色散位移光纤还不能将1.55μm波段扩展到2μm波段。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术中1.55μm波段与2μm波段跨波段群速度匹配波长可控的技术问题及基于交叉相位调制的大跨度波长转换中交叉相位调制不充分和走离效应干扰的技术缺陷，提供了一种1.55μm波段至2μm波段的波长转换器。

本发明为解决其技术问题，提供了一种1.55μm波段至2μm波段的波长转换器，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。

在本发明的波长转换器中，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：