专利名称：一种提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置，特别涉及一种光谱展开很小的提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置。
背景技术：
受激布里渊散射(SBS，Stimulated Brillouin Scattering)是由光纤中的光信号和声波之间相互作用所引起的非线性现象，表现为如果进入光纤中的相干光信号的功率大于特定的光纤受激布里渊散射阈值，就会在光纤中产生非线性。SBS将把一部分输入光功率转换为后向斯托克斯波，即转换为后向散射光。在较高的入纤功率下，光线中的受激布里渊散射效应会将前向传输光信号的光功率转移给后向散射光和声子场，从而造成了信号光的一种损耗机制，导致接收端信噪比下降，严重地影响了光传输系统的性能。SBS效应与光纤中的其它几种非线性效应如自相位调制Gelf-Phase Modulation-SPM)、交叉相位调制(Cross Phase Modulation-XPM)等非线性效应比较，SBS 效应具有最低的阈值功率，一般仅有几个毫瓦(mw)，为了避免SBS效应产生，系统入纤功率只能限制在SBS阈值以下。现有技术中用于抑制SBS的传统方案是在外调制光发射机内部用固定频率的微波信号对信号光源进行频率或相位调制，使信号光源的光谱展开，降低光功率密度，从而抑制受激布里渊散射，以提高SBS阈值。利用上述技术，目前市场上光发射机的SBS阈值最高为19daii。另外，现有技术为了得到较高的SBS阈值，需要将光谱展开很宽，在光纤传输中造成另外一种非线性效应即光纤色散效应，导致信号失真。在实际网络应用中，为了使光信号在传输中不产生受激布里渊散射，进入光纤中的光信号功率需要低于SBS阈值，这样也就限制了光信号的传输距离。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置，其不受光发射机SBS阈值的限制，在提高光纤受激布里渊散射阈值的同时光谱展开较小，从而可以提高进入光纤中的光信号功率，延长信号的传输距离。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的一种提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置，其特征在于，外接于光发射机的输出端，该装置包括用于信号光的光谱展宽的光谱扩展单元；以及用于抑制布里渊散射产生的时延控制单元；所述的光谱扩展单元连接所述的时延控制单元。所述的光谱扩展单元包括光环形器，其第一端口连接光发射机，作为光输入端； 反射式光栅，其连接光环形器的第二端口 ；光环形器的第三端口作为光输出端。所述的时延控制单元包括微处理器，其控制连接有用于产生扰动信号的信号发生器，所述的信号发生器连接有用于对扰动信号进行放大的功率放大器，所述的功率放大器连接有用于使反射式光栅产生周期性形变的电致伸缩装置。
3[0009]所述的反射式光栅为啁啾布拉格光栅。所述的啁啾布拉格光栅固定在所述的电致伸缩装置上。所述的功率放大器为掺珥光纤放大器。所述的信号发生器为低频信号发生器。所述的信号发生器包括波形产生电路；低通滤波电路；所述的波形产生电路的输出端连接所述的低通滤波电路。所述的波形产生电路为方波产生电路。所述的波形产生电路为正弦波产生电路。本实用新型相对于现有技术具有以下的有益效果第一，装置串接在标准外调制光发射机之后，其能够进一步提高外调制光发射机输出光信号的SBS阈值，同时光信号的光谱展开较小。SBS阈值为19dBmW时谱宽(_20dB 处)仅为0.05nm左右。反过来说，对于一定的光谱展宽宽度，本实用新型中比现有技术可以显著提高SBS阈值，在谱宽(_20dB处)为0. 4nm左右的情况下，SBS阈值可达到22dBmW 以上。第二，啁啾布拉格光栅固定在电致伸缩装置上成为时延可调的动态啁啾布拉格光栅，电致伸缩装置使动态啁啾布拉格光栅产生周期性形变，使信号光的通过啁啾布拉格光栅的时延发生周期性变化。信号光通过环形器的输入端进入动态啁啾布拉格光栅，经过光栅反射，由环形器的输出端输出。信号光中的不同光谱分量在动态啁啾布拉格光栅中的折射率不同，实现光谱展宽。第三，利用光谱扩展单元对光信号进行光谱展开，同时，光谱时延控制单元引入时延扰动，能够使激光器的光载波的各相干光分量的中心波长以一定规律变化。光子密度在单模光纤中分布的随时间快速变化而分散，不易造成SBS相互作用区域的能量积累，区域内的光能量密度得到降低。
图1为现有技术实现的光谱展宽的示意图；图2为本实用新型的提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置的结构示意图；图3为图2所示装置的实施例结构示意图；图4为光纤受激布里渊散射阈值的测量系统示意图；图5为采用本实用新型的装置实现的光谱展宽的示意图；图6为本实用新型的装置的应用系统结构示意图。
具体实施方式
为了便于对实用新型的进一步理解，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步地详细说明。图1为现有技术实现的光谱展宽的示意图，现有技术一般在外调制光发射机内部用固定频率的微波信号对信号光源进行频率或相位调制使信号光源的光谱展开，使得光功率密度降低，不会产生受激布里渊散射，传统的抑制SBS的技术中实现的相干光谱展开，实际是将光功率分散在不同的空间位置，降低单模光纤中SBS相互作用区域的光子密度，从而抑制SBS的产生。由于传统技术中应用固定频率的微波实现的相干光谱展开，可以看作一系列波长固定的相干光的组合，因此光子在单模光纤中的分布密度随时间变化缓慢，容易造成SBS相互作用的区域的能量积累，要实现抑制SBS，需要将光谱展开很宽，如图1所示，SBS阈值为19dBmW时谱宽(_20dB处)为0. 4nm左右。如图2所示，本实用新型的提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置100外接于光发射机的输出端，该装置包括用于信号光的光谱展宽的光谱扩展单元110 ；以及用于抑制布里渊散射产生的时延控制单元120 ；所述的光谱扩展单元110连接所述的时延控制单元120。受激布里渊散射是入射的激光场与介质的电致伸缩产生的弹性声波场耦合的结果，SBS耦合波方程组为
权利要求1.一种提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置，其特征在于，外接于光发射机的输出端，该装置包括用于信号光的光谱展宽的光谱扩展单元；以及用于抑制布里渊散射产生的时延控制单元； 所述的光谱扩展单元连接所述的时延控制单元。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的光谱扩展单元包括 光环形器，其第一端口连接光发射机，作为光输入端；反射式光栅，其连接光环形器的第二端口 ； 光环形器的第三端口作为光输出端。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的时延控制单元包括微处理器，其控制连接有用于产生扰动信号的信号发生器；所述的信号发生器连接有用于对扰动信号进行放大的功率放大器，所述的功率放大器连接有用于使反射式光栅产生周期性形变的电致伸缩装置。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于所述的反射式光栅为啁啾布拉格光栅。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述的啁啾布拉格光栅固定在所述的电致伸缩装置上。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述的功率放大器为掺珥光纤放大器。
7.如权利要求3或6所述的装置，其特征在于所述的信号发生器为低频信号发生器。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的信号发生器包括 波形产生电路；低通滤波电路；所述的波形产生电路的输出端连接所述的低通滤波电路。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于所述的波形产生电路为方波产生电路。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于所述的波形产生电路为正弦波产生电路。
专利摘要本实用新型公开了一种提高光传输系统受激布里渊散射阈值的装置，其外接于光发射机的输出端，该装置包括用于信号光的光谱展宽的光谱扩展单元；以及用于抑制布里渊散射产生的时延控制单元；所述的光谱扩展单元连接所述的时延控制单元。本实用新型串接在标准外调制光发射机之后，其能够进一步提高外调制光发射机输出光信号的SBS阈值，同时光信号的光谱展开较小。SBS阈值为19dBmW时谱宽(-20dB处)仅为0.05nm左右。反过来说，对于一定的光谱展宽宽度，本实用新型中比现有技术可以显著提高SBS阈值，在谱宽(-20dB处)为0.4nm左右的情况下，SBS阈值可达到22dBmW以上。
文档编号G02F1/35GK202230283SQ20112028286
公开日2012年5月23日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者武向新 申请人:北京依斯康光电技术有限责任公司