基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于电光调制Sagnac环全光逻辑器。它包括信号源，带通滤波器，环形器，电光耦合器，电极，电压源，Sagnac干涉仪。信号光经过环形器，在Sagnac干涉仪中耦合分为相向传输的两束光；顺时针光依次通过带通滤波器、环形器、电光耦合器、环形器、带通滤波器；逆时针光依次通过带通滤波器、环形器、电光耦合器、环形器、带通滤波器；两束光再次在Sagnac干涉仪中耦合经环形器输出。本发明全光逻辑器利用电光调制，产生电光效应，有输出逻辑值组合多，响应速度快，转折电压小等优点。
【专利说明】基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器【技术领域】
[0001]本发明属于光信号处理【技术领域】,具体涉及一种基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器。
【背景技术】
[0002]随着信息量的指数增长，全光通信必然成为未来通信领域的选择。全光通信无需电信号处理，所以可以避免‘电子瓶颈’，能够实现超高速传输，大幅提升网络传输速度。Sagnac环可以保证相向传输的两束光走过相同的路径，从而有相同的相位改变，可以实现滤波，开光，逻辑运算等各种功能。目前已成功应用于WDM系统中波长转换、A/D转换、导航系统中。电光调制是可以在外加电压的作用下引起折射率的改变，从而改变Sagnac环中相向传输的两束光的 相位差，最终导致消光比的改变。当电压达到一定值时，就会导致信号从反射端转移到透射端，消光比由正变为负，逻辑值改变。基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器可以根据外加调制电压的改变来实现逻辑运算，也可以通过改变入射信号光的初始相位差来实现逻辑运算。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器。
[0004]本发明采取以下技术方案:包括第一信号源、第二信号源，第一带通滤波器、第二带通滤波器，第一环形器、第二环形器、第三环形器、第四环形器，电光耦合器，第一电极、第二电极、第三电极，直流电压源和Sagnac干涉仪。第一环形器的第一端口与第一信号源连接，第二端口与Sagnac干涉仪的第一端口连接,第三端口作为第一输出端；第二环形器的第一端口与第二信号源连接，第二端口与Sagnac干涉仪的第二端口连接，第三端口作为第二输出端；Sagnac干涉仪的环中间断开为两个端口，其中一个端口与第一带通滤波器的第一端口连接，另一个端口与第二带通滤波器的第一端口连接；第三环形器的第一端口与电光耦合器的第二端口连接，第二端口与第一带通滤波器的第二端口连接，第三端口与电光耦合器的第一端口连接；第四环形器的第一端口与电光耦合器的第三端口连接，第二端口与第二带通滤波器的第二端口连接，第三端口与电光耦合器的第四端口连接；第二电极接地，第一电极和第三电极共同与直流电压源连接。
[0005]进一步说,第一信号源、第二信号源产生的信号波长范围为1500nm-1600nm,功率为 ImW。
[0006]进一步说，直流电压源产生的直流电压范围为0v_12v。
[0007]进一步说，选用99:1的电光耦合器，电光系数是1.5X l0.pm/W。
[0008]进一步说，Sagnac干涉仪的功分比0.4-0.5。
[0009]本发明的特点是输入信号光，利用电光效应，在改变外加电压时改变两束光的相位差，从而实现信号光的逻辑转换功能。
[0010]本发明利用环形器将Sagnac环中相向传输的两束光分别传输到电光耦合器的两臂中，由外加调制电压改变折射率，从而改变了输出光的相位差，实现逻辑器转换功能。
[0011 ] 本发明全光逻辑器具有逻辑值组合多，调节电压低，响应速度快等优点，适合应用于全光通信系统中。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明基于电光调制Sagnac环全光逻辑器结构示意图。
[0013]图2为信号光初始相位差为O时，输出光功率随外加电压变化的逻辑器输出特性曲线。
[0014]图3为两端口信号光功率都为Imw时外加电压分别为3v，IOv时，Sagnac两端口输出光功率随信号光初始相位差变化的逻辑器输出特性曲线。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0016]如图1所示，本实施例基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器包括信号源1_1、1_2，带通滤波器2-1、2-2，环形器3-1、3-2、3-3、3-4，电光耦合器4，电极5-1、5_2、5_3，电压源6，Sagnac干涉仪7。信号1-1、1-2所产生的泵浦波波长范围为1500nm-1600nm，功率为lmW。直流电压源6所产生的连续可调的直流电压范围是0v-12v。带通滤波器2-1、2-2可调带宽范围 1500nm_1600nm。
[0017]环形器3-1的第一端口 al与信号源1_1连接，第二端口 a2与Sagnac干涉仪的第一端口 Cl连接，第三端口 a3作为输出端Port A。环形器3_2的第一端口 bl与信号源1_2连接，第二端口 b2与Sagnac干涉仪的第二端口 c2连接，第三端口 b3作为输出端Port B。Sagnac干涉仪的环中间断开为两个端口 c3、c4,c3与带通滤波器2_1的第一端口 dl连接，c4与带通滤波器2-2的第一端口 el连接。环形器3-3的第一端口 hi与电光耦合器的第二端口 j2连接，第二端口 h2与带通滤波器2-1的第二端口 d2连接，第三端口 h3与电光耦合器的第一端口 jl连接。环形器3-4的第一端口 il与电光耦合器的第三端口 j3连接，第二端口 i2与带通滤波器2-2的第二端口 e2连接，第三端口 i3与电光耦合器的第四端口 j4连接。电极5-2接地，电极5-1和5-3共同与直流电压源6连接。
[0018]调节直流电压源的输出电压，计算Sagnac干涉仪两输出端口的不同输出功率，根据消光比判定逻辑器逻辑功能。
[0019]图2显示了:在给定信号光输入情况下，两输出端口的输出功率随电压源电压变化的逻辑器特性曲线。两曲线的交点意味着输出光信号的路径转变，此时的电压值称为转折电压。
[0020]表I为信号光初始相位差为O时，输入电压为10.3v时,全光逻辑器真值表。表中al，bl和Port A7Port B分别表示Sagnac干涉仪输入和输出点，逻辑值“O”和“ I”表示有无信号输入。\」是消光比，用来判定输出逻辑值。
[0021]表I
[0022]
【权利要求】
1.基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器，包括信号源(1-1、1-2)，带通滤波器(2-1、2-2)，环形器(3-1、3-2、3-3、3-4)，电光耦合器(4)，电极(5-1、5_2、5_3)，直流电压源(6)和Sagnac干涉仪(7)，其特征在于:环形器(3-1)的第一端口(al)与信号源(1_1)连接，第二端口(a2)与Sagnac干涉仪的第一端口(cl)连接,第三端口(a3)作为输出端(Port A);环形器(3-2)的第一端口(bl)与信号源(1-2)连接,第二端口(b2)与Sagnac干涉仪的第二端口(c2)连接，第三端口(b3)作为输出端(Port B) ;Sagnac干涉仪的环中间断开为两个端口(c3、c4),端口(c3)与带通滤波器(2-1)的第一端口(dl)连接,端口(c4)与带通滤波器(2-2)的第一端口(el)连接；环形器(3-3)的第一端口(hi)与电光耦合器(4)的第二端口(j2)连接，第二端口(h2)与带通滤波器(2-1)的第二端口(d2)连接，第三端口(h3)与电光稱合器⑷的第一端口( jl)连接；环形器(3-4)的第一端口(il)与电光稱合器(4)的第三端口(j3)连接，第二端口(i2)与带通滤波器(2-2)的第二端口(e2)连接，第三端口(i3)与电光耦合器(4)的第四端口(j4)连接；电极(5-2)接地，电极(5-1)和(5_3)共同与直流电压源(6)连接。
2.如权利要求1所述Sagnac环全光逻辑器，其特征在于:信号源(1_1)、(1-2)产生的信号波长范围为1500nm-1600nm，功率为lmW。
3.如权利要求1所述Sagnac环全光逻辑器，其特征在于:直流电压源(6)产生的直流电压范围为0v-12v。
4.如权利要求1所述Sagnac环全光逻辑器，其特征在于:选用99:1的电光耦合器，电光系数是 1.5X10-1Qpm/W。
5.如权利要求1所述Sagnac环全光逻辑器,其特征在于:Sagnac干涉仪的功分比.0.4—0.5 ο
【文档编号】G02F3/00GK103969912SQ201410187157
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】李齐良, 朱梦云, 张真, 李冬强, 胡淼, 唐向宏, 曾然, 魏一振, 周雪芳, 卢旸, 钱正丰 申请人:杭州电子科技大学