N路光信號可調環路慢光緩存整形器的制造方法
【專利摘要】N路光信號可調環路慢光緩存整形器，適用于對高速光信號的存儲、控制和處理領域。構成該器件的連接：第一光環形器（61）的第一接口經第一摻鉺光纖放大器（41）與光信號（1）相連；N×1光耦合器（5）的N個分叉端口依次經第一至第N可調光衰減器（31、32、……、3N）與第一至第N泵浦光源（21、22、……、2N）相連，N×1光耦合器（5）的一字端口經第二摻鉺光纖放大器（42）與第二光環形器（62）的第一接口相連；第一、第二光環形器（61，62）的第二接口分別連接2×2光開關（7）的第一、第二端口，其第三接口分別連接光隔離器（9）和光濾波器（10）；2×2光開關（7）的第三、第四端口經單模光纖（8）相連。
【專利說明】N路光信號可調環路慢光緩存整形器
【技術領域】
[0001]本發明屬于光通信【技術領域】，適用于對高速光信號的存儲、控制和處理，特別涉及一種N路光信號可調環路慢光緩存整形器。
【背景技術】
[0002]信息網由傳輸和交換組成，目前傳輸部分已經完成了由電到光的革命，但是與超大容量光傳輸明顯不匹配的是，信息的處理仍采用電子器件，受限于光電轉換和電子器件的數據處理速度，很容易造成信息網絡的擁塞。為了有效提高全光網絡節點的吞吐量，避免不同用戶間的網絡競爭，迫切需要一種能對光信號進行有效延遲或緩存的光緩存器件。
[0003]光信號的傳輸時間為:其中是光路的長度V是群速度，因此光緩存器
的設計主要有兩種思路:(1)延長傳輸路徑的長度；(2)減慢光的速度。基于延長光傳輸路徑的全光緩存器最常采用的是一種“交換延遲線”結構，它是由一系列2X2光開關和多段延遲光纖組成，通過接通不同的光開關，可按需要對光信號進行不同的延遲，但由于沒有控制功能，信號的延遲只能通過光開關預先設定，使得這種類型光緩存器的應用范圍受到極大限制。目前的改進方案主要是設計光纖反饋環路，如基于3X3耦合器的雙環耦合型全光緩存器[吳重慶、付松年、董暉，“雙環耦合全光緩存器”，國家發明專利02153429.2]和基于光開關矩陣的光緩存器[遲楠、張俊文，“基于NXN光開關矩陣的可調諧多環路多進制光緩存器”國家發明專利，200910055840.7]。
[0004]對于減慢光速，最有效的方法是基于量子相干效應的電磁誘導透明(EIT)技術，但由于需要在超低溫(接近絕對零度)下進行，實驗系統過于復雜、成本昂貴。另外，還有利用高色散二維波導光子晶體來減慢光速的方法，如[陸培祥、楊振宇、陳偉等，“一種基于光子晶體光纖的全光緩存器”，國家發明專利，200810047325.X],但是光子晶體與通信用單模光纖連接困難，有較高的插入損耗和偏振依賴性。此外，最近還有人提出利用寬帶受激布里淵散射、受激拉曼放大或非線性布拉格光柵等來實現光速減慢的方案，但這些方案目前仍處于理論分析階段，遠未達到可實用化的程度。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是克服現有光緩存器在性能、成本和應用上暴露的不足，提出一種N路光信號可調環路慢光緩存整形器，不僅可在泵浦光控制下實現光信號的慢光延遲，還能對光脈沖進行整形。
[0006]本發明的技術方案:
本發明提出一種N路光信號可調環路慢光緩存整形器，該慢光緩存整形器包括:光信號1，第一至第N泵浦光源21、22、……、2N，第一至第N可調光衰減器31、32、……、3N，第
一、第二摻鉺光纖放大器41、42, NX I光稱合器5,第一、第二光環形器61、62,2X2光開關7，單模光纖8，光隔離器9和光濾波器10。
[0007]所述各器件的連接如下:所述的光信號I經第一摻鉺光纖放大器41與第一光環形器61的第一接口 611相連。
[0008]所述的第一至第N泵浦光源21、22、……、2N依次經第一至第N可調光衰減器31、32、……、3N與NX I光耦合器5的N個分叉端口相連，NX I光耦合器5的一字端口經第二摻鉺光纖放大器42與第二光環形器62的第一接口 621相連。
[0009]所述的第一光環形器61的第二接口 612連接2X2光開關7的第一端口 71，第二光環形器62的第二接口 622連接2X2光開關7的第二端口 72，2X 2光開關7的第三端口73與第四端口 74通過單模光纖8相連。
[0010]所述的第一光環形器61的第三接口 613連接光隔離器9，第二光環形器62的第三接口 623連接光濾波器10。
[0011 ] 本發明提出的N路光信號可調環路慢光緩存整形器，其工作方式為:將N路光信號與N個泵浦光源經光開關在單模光纖中形成相反方向傳輸的環形腔諧振效應，并通過調節N個泵浦光源的輸出波長和輸出功率在單模光纖中形成受激布里淵散射效應，實現對N路光信號的慢光緩存和整形作用。
[0012]本發明的有益效果具體如下:
本發明提出的N路光信號可調環路慢光緩存整形器，將非線性受激布里淵散射慢光效應與環形諧振腔存儲效應相結合，構成對光信號的慢光、存儲、整形的一體化處理。該N路光信號可調環路慢光緩存整形器結構簡單、成本低廉，對解決目前的網絡擁塞、降低網絡構建成本、推動全光網發展將具有重要的經濟和社會意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
·[0013]圖1為N路光信號可調環路慢光緩存整形器，N為≥2的整數的結構示意圖。
[0014]圖2為N路光信號可調環路慢光緩存整形器，N=I的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0016]實施方式一
N路光信號可調環路慢光緩存整形器，N為> 2的整數的結構，如圖1，該慢光緩存整形器包括:光信號1，第一至第N泵浦光源21、22、……、2N，第一至第N可調光衰減器31、
32、......、3N,第一、第二摻鉺光纖放大器41、42, NX I光稱合器5,第一、第二光環形器61、
62,2X2光開關7,單模光纖8,光隔離器9和光濾波器10。
[0017]所述各器件的連接如下:
所述的光信號I經第一摻鉺光纖放大器41與第一光環形器61的第一接口 611相連。
[0018]所述的第一至第N泵浦光源21、22、……、2N依次經第一至第N可調光衰減器31、32、……、3N與NX I光耦合器5的N個分叉端口相連，NX I光耦合器5的一字端口經第二摻鉺光纖放大器42與第二光環形器62的第一接口 621相連。
[0019]所述的第一光環形器61的第二接口 612連接2X2光開關7的第一端口 71，第二光環形器62的第二接口 622連接2X2光開關7的第二端口 72，2X 2光開關7的第三端口73與第四端口 74通過單模光纖8相連。
[0020]所述的第一光環形器61的第三接口 613連接光隔離器9，第二光環形器62的第三接口 623連接光濾波器10。
[0021]實施方式二
N路光信號可調環路慢光緩存整形器，N=I的結構，如圖2，該慢光緩存整形器包括:光信號I，第一泵浦光源21,第一可調光衰減器31,第一、第二摻鉺光纖放大器41、42，第一、第二光環形器61、62,2X2光開關7,單模光纖8,光隔離器9和光濾波器10。
[0022]所述各器件的連接如下:
所述的光信號I經第一摻鉺光纖放大器41與第一光環形器61的第一接口 611相連。
[0023]所述的第一泵浦光源21經第一可調光衰減器31和第二摻鉺光纖放大器42與第二光環形器62的第一接口 621相連。
[0024]所述的第一光環形器61的第二接口 612連接2X2光開關7的第一端口 71，第二光環形器62的第二接口 622連接2X2光開關7的第二端口 72，2X 2光開關7的第三端口73與第四端口 74經單模光纖8相連；
所述的第一光環形器61的第三接口 613連接光隔離器9，第二光環形器62的第三接口623連接光濾波器10。
[0025]實施方式中，所述的光信號I的第一至第N路信道中心頻率位于單模光纖的1550納米低損耗窗口。
[0026]實施方式中，所述的第一泵浦光源21的中心頻率小于光信號的第一路信道中心頻率10GHz，第二泵浦光源22的中心頻率小于光信號的第二路信道中心頻率10GHz，……，第N泵浦光源2N的中心頻率小于光信號的第N路信道中心頻率10GHz。
[0027]實施方式中，所述的單`模光纖8為普通單模光纖，其長度> 2000米；或者單模光纖8為高非線性單模光纖，其長度在200米到1000米之間。
【權利要求】
1.N路光信號可調環路慢光緩存整形器，其特征在于:該慢光緩存整形器包括，光信號(1)，第一至第N泵浦光源(21)、(22)、……、(2N)，第一至第N可調光衰減器(31)、(32)、......、(3N),第一、第二摻鉺光纖放大器(41)、(42),NX I光稱合器(5),第一、第二光環形器(61)、(62)，2X2光開關(7)，單模光纖(8)，光隔離器(9)和光濾波器(10)； 所述各器件的連接如下: 所述的光信號(I)經第一摻鉺光纖放大器(41)與第一光環形器(61)的第一接口(611)相連； 第一至第N泵浦光源(21)、(22)、……、(2N)依次經第一至第N可調光衰減器(31)、 (32)、……、(3N)與NX1光耦合器(5)的N個分叉端口相連，NX I光耦合器(5)的一字端口經第二摻鉺光纖放大器(42)與第二光環形器(62)的第一接口(621)相連； 第一光環形器(61)的第二接口(612)連接2X2光開關(7)的第一端口(71)，第二光環形器(62)的第二接口(622)連接2X2光開關(7)的第二端口(72)，2 X 2光開關(7)的第三端口(73)與第四端口(74)通過單模光纖(8)相連； 第一光環形器(61)的第三接口(613)連接光隔離器(9)，第二光環形器(62)的第三接口 (623)連接光濾波器(10)； N≥2的整數。
2.根據權利要求1所述的N路光信號可調環路慢光緩存整形器，其特征在于: 第一泵浦光源(21)經第一可調光衰減器(31)和第二摻鉺光纖放大器(42 )與第二光環形器(62)的第一接口(621)相連；
N=I。
3.根據權利要求1所述的N路光信號可調環路慢光緩存整形器，其特征在于:所述的光信號(I)的第一至第N路信道中心頻率位于單模光纖的1550納米低損耗窗口。
4.根據權利要求1所述的N路光信號可調環路慢光緩存整形器，其特征在于:第一泵浦光源(21)的中心頻率小于光信號(I)的第一路信道中心頻率IOGHz，第二泵浦光源(22)的中心頻率小于光信號(I)的第二路信道中心頻率10GHz，……，第N泵浦光源(2N)的中心頻率小于光信號(I)的第N路信道中心頻率IOGHz。
5.根據權利要求1所述的N路光信號可調環路慢光緩存整形器，其特征在于:單模光纖(8)為普通單模光纖，其長度> 2000米；或者單模光纖(8)為高非線性單模光纖，其長度在200米到1000米之間。
【文檔編號】G02F1/365GK103634048SQ201310075049
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年3月8日 優先權日:2013年3月8日
【發明者】董小偉, 王志軍, 劉文楷 申請人:北方工業大學