一种基于非线性效应的码型变换方法及码型变换器与流程

技术特征：

1.一种码型变换器，其特征在于，所述码型变换器包括N组第一信号光发生装置，泵浦光发生装置，N+1个偏振控制器，第一耦合器，第一非线性光波导、反码器、第二非线性光波导以及滤波器，N为大于0的整数，

所述泵浦光发生装置和所述N组第一信号光发生装置分别与所述N+1个偏振控制器一一对应相连；所述N+1个偏振控制器均与所述第一耦合器相连；所述第一耦合器与所述第一非线性光波导相连，所述第一非线性光波导与所述滤波器相连，所述反码器与所述第一耦合器相连；所述第二非线性光波导与所述反码器相连；所述第一非线性光波导和所述第二非线性光波导分别与所述滤波器相连；

其中，所述N组第一信号光发生装置，用于产生不同光强的幅度调制码OOK信号光；

所述泵浦光发生装置，用于产生泵浦光；

所述N+1个偏振控制器，用于调整所述泵浦光的偏振态和所述OOK信号光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态与所述OOK信号光的偏振态之间满足预定的关系；

所述第一耦合器，用于对调整偏振态后的所述OOK信号光和泵浦光进行耦合；

所述第一非线性光波导，用于通过耦合后的所述OOK信号光实现波导的交叉相位调制效应，以改变调整偏振态后的所述泵浦光的相位偏移量，所述第一非线性光波导的截面积为um²量级；

所述滤波器，用于滤出改变相位偏移量后的所述泵浦光；

所述反码器，用于对耦合后的泵浦光和OOK信号光的光码进行反转，以使得OOK码制为1的信号光转换为OOK码制为0的信号光，OOK码制为0的信号光转换为OOK码制为1的信号光；

所述第二非线性光波导，用于通过反码后的所述OOK信号光实现波导的交叉相位调制效应，以改变调整偏振态后的所述泵浦光的相位偏移量，所述第二非线性光波导的截面积为um²量级。

2.根据权利要求1所述的码型变换器，其特征在于，所述码型变换器还包括M组第二信号光发生装置、M个偏振控制器、第二耦合器以及第三非线性光波导，M为大于0的整数，

所述M组第二信号光发生装置分别与所述M个偏振控制器一一对应相连；所述M个偏振控制器均与所述第二耦合器相连；所述第二耦合器、所述第一非线性光波导以及所述第二非线性光波导均与所述第三非线性光波导相连；所述第三非线性光波导与所述滤波器相连；

其中，所述M组第二信号光发生装置，用于产生不同光强的幅度调制码OOK信号光；

所述M个偏振控制器，用于调整所述泵浦光的偏振态和所述OOK信号光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态与所述OOK信号光的偏振态之间满足预定的关系；

所述第二耦合器，用于对所述M组第二信号光发生装置产生的OOK信号光进行耦合；

所述第三非线性光波导，用于通过耦合后的OOK信号光实现波导的交叉相位调制效应，以改变调整偏振态后的所述泵浦光的相位偏移量，所述第三非线性光波导的截面积为um²量级。

3.根据权利要求1所述的码型变换器，其特征在于，当N＝1时，所述N组第一信号光发生装置为第一信号光发生装置，所述N+1个偏振控制器分别为第一偏振控制器和第二偏振控制器，

所述第一信号光发生装置与所述第一偏振控制器相连，所述泵浦光发生装置与所述第二偏振控制器相连；所述第一偏振控制器和所述第二偏振控制器均与与所述第一耦合器相连；

其中，所述第一信号光发生装置，用于产生OOK码制为1的第一信号光或者OOK码制为0的第一信号光；

所述第一偏振控制器和第二偏振控制器，用于调整所述泵浦光的偏振态和所述第一信号光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态与所述OOK信号光的偏振态之间满足预定的关系；

所述第一耦合器，用于对偏振后第一信号光和泵浦光进行耦合；

所述第一非线性光波导，用于通过调整偏振态后的所述第一信号光实现波导的交叉相位调制效应，若所述第一信号光对应的OOK码制为1，则改变调整偏振态后的所述泵浦光的相位偏移量为π；若所述第一信号光对应的OOK码制为0，则改变调整偏振态后的所述泵浦光的相位偏移量为0；

所述滤波器，用于滤出相位偏移量为π或0的泵浦光，进而得到相移键控码DPSK码制的信号光。

4.根据权利要求1所述的码型变换器，其特征在于，当N＝1时，所述N组第一信号光发生装置为第一信号光发生装置，所述N+1个偏振控制器分别为第一偏振控制器和第二偏振控制器，其中，

所述第一信号光发生装置与所述第一偏振控制器相连，所述泵浦光发生装置与所述第二偏振控制器相连；所述第一偏振控制器和所述第二偏振控制器均与所述第一耦合器相连；所述第一耦合器分别与所述第一非线性光波导和所述反码器相连；

其中，所述第一信号光发生装置，用于产生OOK码制为1的第一信号光或者OOK码制为0的第一信号光；

所述第一偏振控制器和第二偏振控制器，用于调整所述泵浦光的偏振态和所述第一信号光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态与所述第一信号光的偏振态之间满足预定的关系；

所述第一耦合器，用于对偏振后第一信号光和泵浦光进行耦合；

所述第一非线性光波导和第二非线性光波导，用于通过所述第一信号光实现波导的交叉相位调制效应，若所述第一信号光对应的OOK码制为1，则经过第一非线性光波导中进行交叉相位调制后获得所述泵浦光的相位偏移量为经过第二非线性光波导中进行交叉相位调制后获得所述泵浦光的相位偏移量为即经过第一非线性光波导和第二非线性光波导进行交叉相位调制后获得的所述泵浦光的总相位偏移量为π；若所述第一信号光对应的OOK码制为0，则经过第一和第二非线性光波导进行交叉相位调制后获得的所述泵浦光的总相位偏移量为0；

所述滤波器，用于滤出相位偏移量为π或0的泵浦光，进而得到相移键控码DPSK码制的信号光。

5.根据权利要求1所述的码型变换器，其特征在于，当N＝2时，所述N组第一信号光发生装置分别为第一信号光发生装置和第二信号光发生装置，所述N+1个偏振控制器分别为第一偏振控制器、第二偏振控制器以及第三偏振控制器，其中，

所述第一信号光发生装置与所述第一偏振控制器相连，所述第二信号光发生装置与所述第二偏振控制器相连，所述泵浦光发生装置与所述第三偏振控制器相连；所述第一偏振控制器、第二偏振控制器以及第三偏振控制器均与所述第一耦合器相连；

其中，所述第一信号光发生装置，用于产生OOK码制为1的第一信号光或者OOK码制为0的第一信号光，所述第二信号光发生装置，用于产生OOK码制为1的第二信号光或者OOK码制为0的第二信号光；

所述第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，分别用于调整所述第一信号光的偏振态、所述第二信号光的偏振态以及所述泵浦光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态与所述第一信号光的偏振态之间满足预定的关系，且所述泵浦光的偏振态与所述第二信号光的偏振态之间满足预定的关系；

所述第一耦合器，用于对偏振后第一信号光、第二信号光和泵浦光进行耦合；

所述第一非线性光波导，用于通过所述第一信号光和第二信号光实现波导的交叉相位调制效应，若所述第一信号光对应的OOK码制为1，所述第二信号光对应的OOK码制为0，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为π；若所述第一信号光对应的OOK码制为0，所述第二信号光对应的OOK码制为1，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为若所述第一信号光对应的OOK码制为1，所述第二信号光对应的OOK码制为1，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为若所述第一信号光对应的OOK码制为0，所述第二信号光对应的OOK码制为0，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为0；

所述滤波器，用于滤出相位偏移量为π、或0的泵浦光，进而得到相移键控码QPSK码制的信号光。

6.根据权利要求2所述的码型变换器，其特征在于，当N＝1，M＝1时，所述N组第一信号光发生装置为第一信号光发生装置，所述M组第二信号光发生装置为第二信号光发生装置，所述N+1个偏振控制器分别为第一偏振控制器和第二偏振控制器，所述M个偏振控制器为第三偏振控制器，其中，

所述第一信号光发生装置与所述第一偏振控制器相连，所述第二信号光发生装置与所述第二偏振控制器相连，所述泵浦光发生装置与所述第三偏振控制器相连；所述第一偏振控制器和第三偏振控制器与所述第一耦合器相连；所述第一耦合器分别与所述第一非线性光波导和所述反码器相连；所述第一非线性光波导、第二非线性光波导以及第二偏振控制器均与所述第二耦合器相连；所述第二耦合器与所述第三非线性光波导相连，所述第三非线性光波导与所述滤波器相连；

其中，所述第一信号光发生装置，用于产生OOK码制为1的第一信号光或者OOK码制为0的第一信号光，所述第二信号光发生装置，用于产生OOK码制为1的第二信号光或者OOK码制为0的第二信号光；

所述第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，分别用于调整所述第一信号光的偏振态、所述第二信号光的偏振态以及所述泵浦光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态与所述第一信号光的偏振态之间满足预定的关系，且所述泵浦光的偏振态与所述第二信号光的偏振态之间满足预定的关系；

所述第一耦合器，用于对偏振后第一信号光和泵浦光进行耦合；

所述第一非线性光波导和第二非线性光波导，用于通过所述第一信号光实现波导的交叉相位调制效应，若所述第一信号光对应的OOK码制为1，则进入第一非线性光波导中进行交叉相位调制后获得所述泵浦光的相位偏移量为进入第二非线性光波导中进行交叉相位调制后获得所述泵浦光的相位偏移量为即经过第一非线性光波导和第二非线性光波导进行交叉相位调制后获得的所述泵浦光的总相位偏移量为π；若所述第一信号光对应的OOK码制为0，则经过第一和第二非线性光波导进行交叉相位调制后获得的所述泵浦光的总相位偏移量为0；

所述第二耦合器，用于对偏振后第二信号光、相位调制后的第一信号光以及泵浦光进行耦合；

所述第三非线性光波导，用于通过所述第一信号光和第二信号光实现波导的交叉相位调制效应，若所述第一信号光对应的OOK码制为1，所述第二信号光对应的OOK码制为0，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为π；若所述第一信号光对应的OOK码制为0，所述第二信号光对应的OOK码制为1，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为若所述第一信号光对应的OOK码制为1，所述第二信号光对应的OOK码制为1，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为若所述第一信号光对应的OOK码制为0，所述第二信号光对应的OOK码制为0，则根据交叉相位调制效应获得所述泵浦光的相位偏移量为0；

所述滤波器，用于滤出相位偏移量为π、或0的泵浦光，进而得到相移键控码QPSK码制的信号光。

7.根据权利要求2或6所述的码型变换器，其特征在于，

所述第一非线性光波导为硅波导或硅纳米线；

所述第二非线性光波导为硅波导或硅纳米线；

所述第三非线性光波导为硅波导或硅纳米线。

8.一种基于非线性效应的码型变换方法，其特征在于，

码型变换器发出泵浦光及N组第一信号光，N为大于0的整数；调整所述泵浦光的偏振态及所述N组第一信号光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态和所述N组第一信号光的偏振态满足预定的关系；将经过偏振调整后的泵浦光和N组第一信号光经耦合后进行交叉相位调制，以使得所述泵浦光的相位因受到交叉相位调制效应而改变相位偏移量，进而将所述泵浦光由OOK码制转换为PSK码制；对所述N组第一信号光和交叉相位调制后的泵浦光进行滤波，以使得所述泵浦光被滤出获得相位调制码PSK的光信息，所述进行滤波时的通过波长为所述泵浦光的波长。

9.根据权利要求8所述的基于非线性效应的码型变换方法，其特征在于，在所述将经过偏振调整后的泵浦光和N组第一信号光经耦合后，还包括：

对耦合后的泵浦光和N组第一信号光进行反码；

将反码后的泵浦光和N组第一信号光进行交叉相位调制，以使得所述泵浦光的相位因受到交叉相位调制效应而改变相位偏移量，进而将所述泵浦光由OOK码制转换为PSK码制。

10.根据权利要求9所述的基于非线性效应的码型变换方法，其特征在于，在所述码型变换器发出泵浦光及N组第一信号光后，还包括:

所述码型变换器发出M组第二信号光，M为大于0的整数；

调整所述M组第二信号光的偏振态，以使得所述泵浦光的偏振态和所述M组第二信号光的偏振态满足预定的关系；

将偏振后的M组第二信号光、交叉相位调制后的泵浦光和N组第一信号光经耦合后再次进行交叉相位调制，以使得所述泵浦光的相位因受到交叉相位调制效应而再次改变相位偏移量，进而将所述泵浦光由OOK码制转换为PSK码制。

11.根据权利要求10所述的基于非线性效应的码型变换方法，其特征在于，

所述N组第一信号光的波长互不相同，所述M组第二信号光的波长互不相同；

所述泵浦光与所述N组第一信号光的波长互不相同，所述泵浦光与所述M组第二信号光的波长互不相同。

12.根据权利要求8至10中任一项所述的基于非线性效应的码型变换方法，其特征在于，所述将所述泵浦光由OOK码制转换为PSK码制，包括：

将OOK码制为(000)J,(010)J,(001)J,……，(111)J的泵浦光转换为PSK码制为0，的泵浦光，J＝N+M。