一種摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光邏輯器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光邏輯器，包括泵浦源、三個光隔離器、三個偏振控制器、摻鉺光纖放大器、帶通濾波器、兩個波分復用器、信號源、摻鉺光纖耦合器。泵浦光依次通過第一光隔離器、第一偏振控制器、摻鉺光纖放大器、帶通濾波器與波分復用器的第一端口連接；第一束信號光依次通過第二光隔離器，第二偏振控制器與波分復用器的第二端口連接；波分復用器的第三端口與摻鉺光纖耦合器的第一端口連接；第二束信號光通過第三光隔離器、第三偏振控制器與摻鉺光纖耦合器的第二端口連接。本實用新型存在著光致折射率改變和光放大的共同作用，所需要的泵浦光的功率可以下降到毫瓦量級。
【專利說明】-種摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光邏輯器

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于光信息【技術領域】，具體涉及一種摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全 光邏輯器。

【背景技術】
[0002] 全光邏輯器是光子【技術領域】的關鍵技術，對未來全光網絡的實現有著重要的作 用，全光開關以及數字光邏輯運算成為光通信與光信息處理的研究熱點。全光邏輯器具有 多個可供選擇的輸入、輸出端口，能夠實現光信號的各種邏輯運算，目前人們采用了多種方 式實現全光開關和全光邏輯運算。采用交叉相位調制方式的具有光泵浦的摻雜光纖耦合器 全光邏輯器，存在著光致折射率改變和光放大的共同作用，不僅響應時間快，而且所需的泵 浦光功率可以下降到毫瓦量級。


【發明內容】

[0003] 本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光 邏輯器。
[0004] 本實用新型采取以下技術方案：摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光邏輯器，包括 泵浦源，第一光隔離器、第二光隔離器和第三光隔離器，第一偏振控制器、第二偏振控制器 和第三偏振控制器，摻鉺光纖放大器，帶通濾波器，第一波分復用器，第二波分復用器，摻鉺 光纖稱合器，第一信號源和第二信號源。泵浦源與第一光隔離器的第一端口連接，第一光隔 離器的第二端口與第一偏振控制器的第一端口連接，第一偏振控制器的第二端口與摻鉺光 纖放大器的第一端口連接，摻鉺光纖放大器的第二端口與帶通濾波器的第一端口連接，帶 通濾波器的第二端口與第一波分復用器的第一端口連接，第一信號源與第二光隔離器的第 一端口連接，第二光隔離器的第二端口與第二偏振控制器的第一端口連接，第二偏振控制 器的第二端口與第一波分復用器的第二端口連接，第二信號源與第三光隔離器的第一端口 連接，第三光隔離器的第二端口與第三偏振控制器的第一端口連接，第一波分復用器的第 三端口與摻鉺光纖耦合器的第一端口連接，第三偏振控制器的第二端口與摻鉺光纖耦合器 的第二端口連接，摻鉺光纖耦合器的第三端口與第二波分復用器的第一端口連接。
[0005] 本實用新型的特點是在摻鉺光纖耦合器的第一輸入端口，通過波分復用器加入一 束強度可調的強泵浦光，強光通過摻餌離子的光纖，引起摻雜離子的能級躍遷，產生復數傳 播常數的變化。因為摻鉺光纖有光放大作用，因而表現為增益的變化，同時利用光克爾效 應，產生交叉相位調制，實現信號光的邏輯器轉換功能。
[0006] 本實用新型利用摻鉺光纖折射率變化和增益變化都是泵浦光功率的函數，輸入的 泵浦光經波分復用器和信號光一起進入摻鉺光纖耦合器，由于交叉相位調制和增益共同作 用，引起耦合器中傳輸的信號光的相位變化，從而實現邏輯器轉換功能。
[0007] 本實用新型全光邏輯器不僅靈敏度高，開關響應速度快，而且所需要的光開關功 率可以下降到毫瓦量級。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光邏輯器的結構示意圖。
[0009] 圖2為消光比隨泵浦光功率變化的邏輯器特性曲線。
[0010] 圖2中。表不摻鉺光纖稱合器第三端口與第四端口的消光比，表不摻鉺光 纖耦合器第四端口與第三端口的消光比。

【具體實施方式】
[0011] 以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0012] 如圖1所示，本實施例一種摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光邏輯器包括泵浦源 1，第一光隔離器2-1、第二光隔離器2-2和第三光隔離器2-3,第一偏振控制器3-1、第二偏 振控制器3-2和第三偏振控制器3-3,摻鉺光纖放大器4,帶通濾波器5,第一波分復用器 6-1，第二波分復用器6-2,摻鉺光纖稱合器7,第一信號源8-1和第二信號源8-2。泵浦源 所產生的泵浦波波長范圍為900nm-1000nm，功率范圍為(T40mW。信號源產生的信號波長范 圍為 1500nm-1550nm，功率為 10mW。
[0013] 泵浦源與第一光隔離器的第一端口 al連接，第一光隔離器的第二端口 a2與第一 偏振控制器的第一端口 bl連接，第一偏振控制器的第二端口 b2與摻鉺光纖放大器的第一 端口 cl連接，摻鉺光纖放大器的第二端口 c2與帶通濾波器的第一端口 dl連接，帶通濾波 器的第二端口 d2與第一波分復用器的第一端口 Π連接，第一信號源與第二光隔離器的第 一端口 a3連接，第二光隔離器的第二端口 a4與第二偏振控制器的第一端口 b3連接，第二 偏振控制器的第二端口 b4與第一波分復用器的第二端口 f2連接，第二信號源與第三光隔 離器的第一端口 el連接，第三光隔離器的第二端口 e2與第三偏振控制器的第一端口 hi連 接，第一波分復用器的第三端口 f3與摻鉺光纖稱合器的第一端口 il連接，第三偏振控制器 的第二端口 h2與摻鉺光纖耦合器的第二端口 i2連接，摻鉺光纖耦合器的第三端口 i3與第 二波分復用器的第一端口 kl連接。
[0014] 可調節泵浦光的輸出功率，計算光纖耦合器輸出端口的不同輸出功率，根據消光 比判定邏輯器邏輯功能。
[0015] 圖2顯示了 ：在給定輸入功率情況下，兩輸出端口的消光比隨泵浦光功率變化的 邏輯器特性曲線。
[0016] 表1表示令泵浦功率P=20mW，根據不同的輸入組合得出的全光邏輯器的真值表。 表1中令P=20mW，il，i2和i3，i4分別表示光纖耦合器的輸入輸出端口，邏輯值"0"和"1" 表示有無信號輸入。尤 7是消光比，用來判定輸出邏輯值。
[0017] 表 1
[0018] il i2 Xj3(dB) i3 i4 0 - 1 - 15.74 ' 1 - -15.7 0 - 1 __0__-15.74__0____1 1 - 1 - 2.83 ~ 1 _ -2.83 0 - NOT gate
[0019] 本實用新型全光邏輯器的實現過程：
[0020] 1、根據增益、折射率隨泵浦光的變化得到共振非線性模型。
[0021] 2、選擇不同的泵浦功率，同時結合不同的輸入組合，實現不同的光開關邏輯門。
[0022] 以上對本實用新型的優選實施例及原理進行了詳細說明，對本領域的普通技術人 員而言，依據本實用新型提供的思想，在【具體實施方式】上會有改變之處，而這些改變也應視 為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種摻鉺光纖耦合器交叉相位調制全光邏輯器，包括泵浦源（1)，第一光隔離器 (2-1)、第二光隔離器（2-2)和第三光隔離器（2-3)，第一偏振控制器（3-1)、第二偏振控制 器（3-2)和第三偏振控制器（3-3)，摻鉺光纖放大器（4)，帶通濾波器（5)，第一波分復用 器（6-1)，第二波分復用器（6-2)，摻鉺光纖耦合器（7)，第一信號源（8-1)和第二信號源 (8-2)，其特征在于： 泵浦源與第一光隔離器的第一端口（al)連接，第一光隔離器的第二端口（a2)與第一 偏振控制器的第一端口（bl)連接，第一偏振控制器的第二端口（b2)與摻鉺光纖放大器的 第一端口（cl)連接，摻鉺光纖放大器的第二端口（c2)與帶通濾波器的第一端口（dl)連 接，帶通濾波器的第二端口（d2)與第一波分復用器的第一端口（Π)連接，第一信號源與 第二光隔離器的第一端口（a3)連接，第二光隔離器的第二端口（a4)與第二偏振控制器的 第一端口（b3)連接，第二偏振控制器的第二端口（b4)與第一波分復用器的第二端口（f2) 連接，第二信號源與第三光隔離器的第一端口（el)連接，第三光隔離器的第二端口（e2)與 第三偏振控制器的第一端口（hi)連接，第一波分復用器的第三端口（f3)與摻鉺光纖f禹合 器的第一端口（Π)連接，第三偏振控制器的第二端口（h2)與摻鉺光纖耦合器的第二端口 (i2)連接，摻鉺光纖耦合器的第三端口（i3)與第二波分復用器的第一端口（kl)連接。
【文檔編號】G02F3/00GK203838457SQ201420228840
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】李齊良, 張真, 朱夢云, 李冬強, 胡淼, 曾然, 魏一振, 周雪芳, 盧旸, 錢正豐 申請人:杭州電子科技大學