[发明专利]一种基于黑磷材料的全光相位调制器及其应用

权利要求书

1.一种基于黑磷材料的全光相位调制器，其特征在于，包括信号光源、泵浦光源、第一耦合器、调制臂、参考臂以及与所述调制臂和所述参考臂连接的第二耦合器；

所述第一耦合器包括输入端、A输出端和B输出端，所述输入端与所述信号光源连接，所述A输出端与所述调制臂连接，所述B输出端与所述参考臂连接；所述信号光源和泵浦光源分别用于产生信号光和泵浦光；所述信号光通过所述输入端进入所述第一耦合器，所述第一耦合器用于将所述信号光分成两路；其中一路信号光通过所述A输出端与所述泵浦光共同输入所述调制臂进行处理，另一路信号光通过所述B输出端输入所述参考臂进行处理；所述调制臂包括黑磷-光纤复合结构，所述黑磷-光纤复合结构包括功能化光纤和设置在所述功能化光纤上的黑磷材料层，所述黑磷-光纤复合结构用于吸收所述泵浦光产生热量，通过热光效应改变所述信号光的相位；经过所述黑磷-光纤复合结构处理的一路信号光和经过所述参考臂处理的另一路信号光同时进入所述第二耦合器中用于使两路信号光会合并发生干涉。

2.如权利要求1所述的全光相位调制器，其特征在于，所述功能化光纤包括微纳光纤、D形光纤或光纤头。

3.如权利要求1所述的全光相位调制器，其特征在于，所述黑磷材料层中包括经共价功能化的、表面配位的、保护性封装的、金属离子修饰的或氟化的黑磷材料。

4.如权利要求1或3所述的全光相位调制器，其特征在于，所述黑磷材料层中包括黑磷纳米薄片，所述黑磷纳米薄片的厚度为0.5-5nm。

5.如权利要求1所述的全光相位调制器，其特征在于，所述调制臂还包括第一波分复用器和第二波分复用器，所述第一波分复用器、所述黑磷-光纤复合结构和所述第二波分复用器依次连接，所述第一波分复用器用于将所述一路信号光与所述泵浦光导入到所述黑磷-光纤复合结构中；所述第二波分复用器用于将未被吸收的剩余泵浦光从光路中滤除。

6.如权利要求1所述的全光相位调制器，其特征在于，所述参考臂包括可变光衰减器和可变光延迟线，所述可变光衰减器用于调节所述调制臂和所述参考臂中的光强比例；所述可变光延迟线用于调节所述调制臂和所述参考臂的长度差。

7.如权利要求1所述的全光相位调制器，其特征在于，所述基于黑磷材料的全光相位调制器还包括偏振控制器，所述偏振控制器包括第一端和第二端，所述第一端分别与所述调制臂和所述参考臂连接，所述第二端与所述第二耦合器连接，所述偏振控制器用于调节将要入射到所述第二耦合器的两路信号光的偏振态。

8.如权利要求1所述的全光相位调制器，其特征在于，所述基于黑磷材料的全光相位调制器还包括分别与所述第二耦合器连接的第一输出端和第二输出端，经干涉后的信号光分别从所述第一输出端和所述第二输出端输出。

9.如权利要求1所述的全光相位调制器，其特征在于，所述泵浦光源包括连续激光器、脉冲激光器或带有信息编码的调制激光器；所述信号光源包括超连续谱光源、宽带ASE光源、窄带连续激光器或窄带DFB光源。

10.如权利要求1-9中任一项所述的全光相位调制器在全光相移器、全光强度调制器、全光信号加载器或负逻辑系统中的应用。