一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，包括光纖，該裝置還包括環(huán)形器、光纖-波導(dǎo)耦合器、硅波導(dǎo)、波導(dǎo)耦合器、諧振腔和啁啾光柵，所述的光纖、環(huán)形器、光纖-波導(dǎo)耦合器、硅波導(dǎo)和啁啾光柵依次順序連接，所述的波導(dǎo)耦合器設(shè)置在硅波導(dǎo)和諧振腔之間，所述的諧振腔利用其非線性光學(xué)特性產(chǎn)生非線性相移，補(bǔ)償光纖的非線性效應(yīng)；所述的啁啾光柵的柵格周期沿軸向變化，能夠使多種不同波長(zhǎng)的入射光在不同的位置反射，產(chǎn)生大的群時(shí)延斜率，補(bǔ)償光纖的色散效應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)具有實(shí)時(shí)補(bǔ)償、體積小、易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，尤其是涉及一種帶有諧振腔的 光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 如圖2所示，光纖通信系統(tǒng)主要由發(fā)射機(jī)、光纖傳輸以及接收機(jī)三大部分組成，發(fā) 射機(jī)包括光源以及調(diào)制器，發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)N段的光纖鏈路進(jìn)行傳輸，每傳輸一段 需要用放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，以補(bǔ)償傳輸過(guò)程中的衰減，經(jīng)過(guò)光纖傳輸后的信號(hào)被接收 機(jī)接收，接收機(jī)的作用是對(duì)接收到信號(hào)進(jìn)行色散以及非線性效應(yīng)的補(bǔ)償，并通過(guò)相干解調(diào) 模塊進(jìn)行解調(diào)，還原出原數(shù)字信號(hào)。
[0003] 光纖非線性效應(yīng)主要是由克爾效應(yīng)（Kerr effect)引起的，指的是介質(zhì)的折射率 隨著光的強(qiáng)度而改變的一種現(xiàn)象。光的強(qiáng)度越強(qiáng)，所受的非線性效應(yīng)越大。光纖的色散效 應(yīng)指的是不同頻率的光信號(hào)以不同的速度傳播的現(xiàn)象，它會(huì)導(dǎo)致脈沖的展寬。在光纖傳輸 過(guò)程中，光纖的非線性與色散會(huì)相互作用，并且隨著傳輸距離的增加而不斷累積，從而限制 了光纖的傳輸距離。因此，光纖色散以及非線性效應(yīng)成為了實(shí)現(xiàn)超高速、超長(zhǎng)距離光纖傳輸 的一個(gè)最大障礙。
[0004] 目前大多數(shù)的光纖色散以及非線性效應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)都是通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理的方式 實(shí)現(xiàn)的，例如常用的數(shù)字反向傳輸技術(shù)就是通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理來(lái)解逆的非線性薛定諤方程 從而實(shí)現(xiàn)光纖傳輸?shù)哪孢^(guò)程。這類方法雖然能夠較好的補(bǔ)償光纖的色散以及非線性效應(yīng)， 但是對(duì)于超高速、超長(zhǎng)距離的光纖傳輸來(lái)說(shuō)，該方法的計(jì)算量很大、復(fù)雜度很高，并且只能 離線處理，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的非線性及色散補(bǔ)償。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種帶有諧振腔的 光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，包括光纖，該裝置還包括環(huán) 形器、光纖-波導(dǎo)稱合器、娃波導(dǎo)、波導(dǎo)稱合器、諧振腔和_啾光柵，所述的光纖、環(huán)形器、光 纖-波導(dǎo)耦合器、硅波導(dǎo)和啁啾光柵依次順序連接，所述的波導(dǎo)耦合器設(shè)置在硅波導(dǎo)和諧 振腔之間：
[0008] 所述的諧振腔利用其非線性光學(xué)特性產(chǎn)生非線性相移，補(bǔ)償光纖的非線性效應(yīng)； 所述的啁啾光柵的柵格周期沿軸向變化，能夠使多種不同波長(zhǎng)的入射光在不同的位置反 射，產(chǎn)生大的群時(shí)延斜率，補(bǔ)償光纖的色散效應(yīng)。
[0009] 所述的諧振腔利用其非線性光學(xué)特性產(chǎn)生非線性相移，具體為：當(dāng)諧振腔處于欠 耦合區(qū)時(shí)，產(chǎn)生負(fù)的非線性相移；當(dāng)諧振腔不處于欠耦合區(qū)時(shí)，利用硅波導(dǎo)的四波混頻效應(yīng) 產(chǎn)生輸入信號(hào)的共軛信號(hào)，共軛信號(hào)經(jīng)過(guò)波導(dǎo)諧振腔產(chǎn)生正的非線性相移，等效于原信號(hào) 產(chǎn)生負(fù)的非線性相移。
[0010] 所述光纖非線性及色散補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)方法如下：
[0011] 1)所述波導(dǎo)耦合器與諧振腔構(gòu)成的環(huán)形諧振器由硅波導(dǎo)材質(zhì)制作而成，其非線性 折射率n2的值為3Xl(T18m2/W，是普通二氧化硅材質(zhì)的100倍。同時(shí)，硅波導(dǎo)的有效面積能 夠做到很小，其非線性系數(shù)Y的值與二氧化硅光纖的相比能提升10000倍，更適合用于光 纖非線性效應(yīng)的補(bǔ)償。
[0012] 2)所述諧振腔能夠使腔內(nèi)的光強(qiáng)得到大大增強(qiáng)。環(huán)路光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的比值為諧 振腔的累積因子B。B的計(jì)算式如下 ：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，包括光纖（7)，其特征在于，該 裝置還包括環(huán)形器（1)、光纖-波導(dǎo)耦合器（2)、硅波導(dǎo)（3)、波導(dǎo)耦合器（4)、諧振腔（5)和 啁啾光柵（6)，所述的光纖（7)、環(huán)形器（1)、光纖-波導(dǎo)耦合器（2)、硅波導(dǎo)（3)和啁啾光柵 (6)依次順序連接，所述的波導(dǎo)耦合器（4)設(shè)置在硅波導(dǎo)（3)和諧振腔（5)之間； 所述的諧振腔（5)利用其非線性光學(xué)特性產(chǎn)生非線性相移，補(bǔ)償光纖的非線性效應(yīng)； 所述的啁啾光柵￠)的柵格周期沿軸向變化，能夠使多種不同波長(zhǎng)的入射光在不同的位置 反射，產(chǎn)生大的群時(shí)延斜率，補(bǔ)償光纖的色散效應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，其特征 在于，所述的諧振腔（5)利用其非線性光學(xué)特性產(chǎn)生非線性相移，具體為：當(dāng)諧振腔（5)處 于欠耦合區(qū)時(shí)，產(chǎn)生負(fù)的非線性相移；當(dāng)諧振腔（5)不處于欠耦合區(qū)時(shí)，利用硅波導(dǎo)（3)的 四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生輸入信號(hào)的共軛信號(hào)，共軛信號(hào)經(jīng)過(guò)波導(dǎo)諧振腔（5)產(chǎn)生正的非線性相 移，等效于原信號(hào)產(chǎn)生負(fù)的非線性相移。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，其特征 在于，所述的諧振腔（5)采用硅波導(dǎo)材質(zhì)制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，其特征 在于，所述的諧振腔（5)數(shù)量可設(shè)置多個(gè)，通過(guò)級(jí)聯(lián)方式連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有諧振腔的光纖非線性和色散效應(yīng)補(bǔ)償裝置，其特征 在于，所述的諧振腔（5)形狀為環(huán)形或者光柵狀。
【文檔編號(hào)】H04B10/2513GK104052547SQ201410222679
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】周俊鶴, 操硯茹 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)