一种掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光逻辑器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光逻辑器，包括泵浦源、三个光隔离器、三个偏振控制器、掺铒光纤放大器、带通滤波器、两个波分复用器、信号源、掺铒光纤耦合器。泵浦光依次通过第一光隔离器、第一偏振控制器、掺铒光纤放大器、带通滤波器与波分复用器的第一端口连接；第一束信号光依次通过第二光隔离器，第二偏振控制器与波分复用器的第二端口连接；波分复用器的第三端口与掺铒光纤耦合器的第一端口连接；第二束信号光通过第三光隔离器、第三偏振控制器与掺铒光纤耦合器的第二端口连接。本实用新型存在着光致折射率改变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级。
【专利说明】-种掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光逻辑器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光信息【技术领域】，具体涉及一种掺铒光纤耦合器交叉相位调制全 光逻辑器。
【背景技术】
[0002] 全光逻辑器是光子【技术领域】的关键技术，对未来全光网络的实现有着重要的作 用，全光开关以及数字光逻辑运算成为光通信与光信息处理的研究热点。全光逻辑器具有 多个可供选择的输入、输出端口，能够实现光信号的各种逻辑运算，目前人们采用了多种方 式实现全光开关和全光逻辑运算。采用交叉相位调制方式的具有光泵浦的掺杂光纤耦合器 全光逻辑器，存在着光致折射率改变和光放大的共同作用，不仅响应时间快，而且所需的泵 浦光功率可以下降到毫瓦量级。
【发明内容】
[0003] 本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光 逻辑器。
[0004] 本实用新型采取以下技术方案：掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光逻辑器，包括 泵浦源，第一光隔离器、第二光隔离器和第三光隔离器，第一偏振控制器、第二偏振控制器 和第三偏振控制器，掺铒光纤放大器，带通滤波器，第一波分复用器，第二波分复用器，掺铒 光纤稱合器，第一信号源和第二信号源。泵浦源与第一光隔离器的第一端口连接，第一光隔 离器的第二端口与第一偏振控制器的第一端口连接，第一偏振控制器的第二端口与掺铒光 纤放大器的第一端口连接，掺铒光纤放大器的第二端口与带通滤波器的第一端口连接，带 通滤波器的第二端口与第一波分复用器的第一端口连接，第一信号源与第二光隔离器的第 一端口连接，第二光隔离器的第二端口与第二偏振控制器的第一端口连接，第二偏振控制 器的第二端口与第一波分复用器的第二端口连接，第二信号源与第三光隔离器的第一端口 连接，第三光隔离器的第二端口与第三偏振控制器的第一端口连接，第一波分复用器的第 三端口与掺铒光纤耦合器的第一端口连接，第三偏振控制器的第二端口与掺铒光纤耦合器 的第二端口连接，掺铒光纤耦合器的第三端口与第二波分复用器的第一端口连接。
[0005] 本实用新型的特点是在掺铒光纤耦合器的第一输入端口，通过波分复用器加入一 束强度可调的强泵浦光，强光通过掺饵离子的光纤，引起掺杂离子的能级跃迁，产生复数传 播常数的变化。因为掺铒光纤有光放大作用，因而表现为增益的变化，同时利用光克尔效 应，产生交叉相位调制，实现信号光的逻辑器转换功能。
[0006] 本实用新型利用掺铒光纤折射率变化和增益变化都是泵浦光功率的函数，输入的 泵浦光经波分复用器和信号光一起进入掺铒光纤耦合器，由于交叉相位调制和增益共同作 用，引起耦合器中传输的信号光的相位变化，从而实现逻辑器转换功能。
[0007] 本实用新型全光逻辑器不仅灵敏度高，开关响应速度快，而且所需要的光开关功 率可以下降到毫瓦量级。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光逻辑器的结构示意图。
[0009] 图2为消光比随泵浦光功率变化的逻辑器特性曲线。
[0010] 图2中。表不掺铒光纤稱合器第三端口与第四端口的消光比，表不掺铒光 纤耦合器第四端口与第三端口的消光比。
【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，本实施例一种掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光逻辑器包括泵浦源 1，第一光隔离器2-1、第二光隔离器2-2和第三光隔离器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,掺铒光纤放大器4,带通滤波器5,第一波分复用器 6-1，第二波分复用器6-2,掺铒光纤稱合器7,第一信号源8-1和第二信号源8-2。泵浦源 所产生的泵浦波波长范围为900nm-1000nm，功率范围为(T40mW。信号源产生的信号波长范 围为 1500nm-1550nm，功率为 10mW。
[0013] 泵浦源与第一光隔离器的第一端口 al连接，第一光隔离器的第二端口 a2与第一 偏振控制器的第一端口 bl连接，第一偏振控制器的第二端口 b2与掺铒光纤放大器的第一 端口 cl连接，掺铒光纤放大器的第二端口 c2与带通滤波器的第一端口 dl连接，带通滤波 器的第二端口 d2与第一波分复用器的第一端口 Π连接，第一信号源与第二光隔离器的第 一端口 a3连接，第二光隔离器的第二端口 a4与第二偏振控制器的第一端口 b3连接，第二 偏振控制器的第二端口 b4与第一波分复用器的第二端口 f2连接，第二信号源与第三光隔 离器的第一端口 el连接，第三光隔离器的第二端口 e2与第三偏振控制器的第一端口 hi连 接，第一波分复用器的第三端口 f3与掺铒光纤稱合器的第一端口 il连接，第三偏振控制器 的第二端口 h2与掺铒光纤耦合器的第二端口 i2连接，掺铒光纤耦合器的第三端口 i3与第 二波分复用器的第一端口 kl连接。
[0014] 可调节泵浦光的输出功率，计算光纤耦合器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 ：在给定输入功率情况下，两输出端口的消光比随泵浦光功率变化的 逻辑器特性曲线。
[0016] 表1表示令泵浦功率P=20mW，根据不同的输入组合得出的全光逻辑器的真值表。 表1中令P=20mW，il，i2和i3，i4分别表示光纤耦合器的输入输出端口，逻辑值"0"和"1" 表示有无信号输入。尤 7是消光比，用来判定输出逻辑值。
[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] 本实用新型全光逻辑器的实现过程：
[0020] 1、根据增益、折射率随泵浦光的变化得到共振非线性模型。
[0021] 2、选择不同的泵浦功率，同时结合不同的输入组合，实现不同的光开关逻辑门。
[0022] 以上对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人 员而言，依据本实用新型提供的思想，在【具体实施方式】上会有改变之处，而这些改变也应视 为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种掺铒光纤耦合器交叉相位调制全光逻辑器，包括泵浦源（1)，第一光隔离器 (2-1)、第二光隔离器（2-2)和第三光隔离器（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)，掺铒光纤放大器（4)，带通滤波器（5)，第一波分复用 器（6-1)，第二波分复用器（6-2)，掺铒光纤耦合器（7)，第一信号源（8-1)和第二信号源 (8-2)，其特征在于： 泵浦源与第一光隔离器的第一端口（al)连接，第一光隔离器的第二端口（a2)与第一 偏振控制器的第一端口（bl)连接，第一偏振控制器的第二端口（b2)与掺铒光纤放大器的 第一端口（cl)连接，掺铒光纤放大器的第二端口（c2)与带通滤波器的第一端口（dl)连 接，带通滤波器的第二端口（d2)与第一波分复用器的第一端口（Π)连接，第一信号源与 第二光隔离器的第一端口（a3)连接，第二光隔离器的第二端口（a4)与第二偏振控制器的 第一端口（b3)连接，第二偏振控制器的第二端口（b4)与第一波分复用器的第二端口（f2) 连接，第二信号源与第三光隔离器的第一端口（el)连接，第三光隔离器的第二端口（e2)与 第三偏振控制器的第一端口（hi)连接，第一波分复用器的第三端口（f3)与掺铒光纤f禹合 器的第一端口（Π)连接，第三偏振控制器的第二端口（h2)与掺铒光纤耦合器的第二端口 (i2)连接，掺铒光纤耦合器的第三端口（i3)与第二波分复用器的第一端口（kl)连接。
【文档编号】G02F3/00GK203838457SQ201420228840
【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, 张真, 朱梦云, 李冬强, 胡淼, 曾然, 魏一振, 周雪芳, 卢旸, 钱正丰 申请人:杭州电子科技大学