[发明专利]一种由光信号控制的基于半导体光放大器实现光缓存的装置和方法

说明书

本发明公开了一种由光信号控制的基于半导体光放大器实现光缓存的装置和方法，所述装置由第一PBS、光耦合器、半导体光放大器、光纤光栅和第二PBS依次串接构成的光纤环；第一PBS的第一输入端口为信号光输入端，第二PBS的第一输出端口为光纤环的信号光输出端；第一PBS起偏振合束的作用，第二PBS起偏振分束的作用。光耦合器是将信号光与控制光耦合进入半导体光放大器；半导体光放大器实现非线性偏振旋转，光纤光栅是将控制信号滤出，保留信号光。相比目前的光缓存技术，利用半导体光放大器中光信号的强度可以调节光信号的缓存延时量。

技术领域

本发明属于光传输技术领域，具体涉及一种由光信号控制的基于半导体光放大器实现光缓存的装置和方法。

背景技术

随着通信业务的迅速增长,信息的数量呈几何指数剧增。需要发展全光传输和全光路由器。全光路由器需要用到光分组交换技术。

在光分组交换中，光缓存技术可以存储信息以及解决信号冲突问题。目前采用电缓存器较多，但仍然不适应超大容量的光传输，从而引起互联网的拥塞。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种由光信号控制的基于半导体光放大器实现光缓存的装置和方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种由光信号控制的基于半导体光放大器实现光缓存的装置，包括第一PBS(偏振分束器)、第二PBS、光耦合器、光纤光栅和半导体光放大器；

第一PBS、光耦合器、半导体光放大器、光纤光栅和第二PBS依次串接，构成光纤环；

第一PBS的第一输入端口为信号光输入端，第二输入端口与第二PBS的第二输出端口连接，输出端口连接光耦合器的第二输入端口；

光耦合器的第一输入端口为控制光输入端；

第二PBS的第一输出端口为光纤环的信号光输出端；

第一PBS起偏振合束的作用，第二PBS起偏振分束的作用。

光耦合器是将信号光与控制光耦合进入半导体光放大器；

半导体光放大器实现非线性偏振旋转的功能，利用控制光实现把光信号从一个偏振态转化为与其正交的偏振态；

光纤光栅是将控制信号滤出，保留信号光。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的半导体光放大器的动态特性用行波速率方程模型描述；

所述半导体光放大器中，信号的传播方程被分解成TE和TM偏振分量；

所述半导体光放大器的载流子浓度、光场的光子浓度和相位的传播方程表示为：

其中，V是有源区的体积,I是注入电流,R(N)＝AN+BN²+CN³,A是线性复合系数,B是双分子辐射复合速率系数，C表示俄歇复合系数；

ω是光子频率,c是真空中的光速,Vg是群速度，Г和α_tot是波导限制因子和波导损耗系数；

上标TE和TM表示输入信号的偏振方向；

在公式(3)中，δn_p表示子带间的折射率变化量；

ε_sh是由于增益光谱烧孔引起的非线性增益系数。