一种基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器的制造方法
【专利摘要】本实用新型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。本实用新型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】-种基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光信号处理【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] 本实用新型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] 本实用新型采取以下技术方案：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] 本实用新型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。
[0006] 本实用新型利用环形器将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。
[0007] 本实用新型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】
[0008] 图1为本实用新型基于电光调制Sagnac环全光逻辑器结构示意图。
[0009] 图2为信号光初始相位差为0时，输出光功率随外加电压变化的逻辑器输出特性 曲线。
[0010] 图3为两端口信号光功率都为lmw时外加电压分别为3v，10v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】
[0011] 以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0012] 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1-1U-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。选用99:1的电光耦合器，电光系数是1. 5X KT'm/W。Sagnac干涉 仪的功分比0.4-0. 5。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 表1为信号光初始相位差为〇时，输入电压为10. 3v时，全光逻辑器真值表。表 中al，bl和Port A，Port B分别表示Sagnac干涉仪输入和输出点，逻辑值"0"和"1"表示 有无信号输入。是消光比，用来判定输出逻辑值。
[0017] 表 1
【权利要求】
1. 一种基于电光调制的Sagnac环全光逻辑器，包括第一信号源（1-1)、第二信号 源（1-2)，第一带通滤波器（2-1)、第二带通滤波器（2-2)，第一环形器（3-1)、第二环形器 (3-2)、第三环形器（3-3)、第四环形器（3-4)，电光耦合器（4)，第一电极（5-1)、第二电极 (5-2)、第三电极（5-3)，直流电压源（6)和Sagnac干涉仪（7)，其特征在于：第一环形器 (卜1)的第一端口（al)与第一信号源（1-1)连接，第二端口（a2)与Sagnac干涉仪（7)的第 一端口（cl)连接，第三端口（a3)作为第一输出端（Port A);第二环形器（3-2)的第一端口 (bl)与第二信号源（1-2)连接，第二端口（b2)与Sagnac干涉仪（7)的第二端口（c2)连 接，第三端口（b3)作为第二输出端（Port B) ;Sagnac干涉仪（7)的环中间断开为两个端口 (c3、c4)，其中一个端口（c3)与第一带通滤波器（2-1)的第一端口（dl)连接，另一个端口 (c4)与第二带通滤波器（2-2)的第一端口（el)连接；第三环形器（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)与第一带通滤波器（2-1)的第二 端口（d2)连接，第三端口（h3)与电光耦合器（4)的第一端口（jl)连接；第四环形器（3-4) 的第一端口（Π)与电光耦合器（4)的第三端口（j3)连接，第二端口（i2)与第二带通滤波 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； 第二电极（5-2)接地，第一电极（5-1)和第三电极（5-3)共同与直流电压源（6)连接。
【文档编号】G02F3/00GK203838456SQ201420228563
【公开日】2014年9月17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