一種提升光信號質量的多功能器件的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于光通信技術領域，更為具體地講，涉及一種提升光信號質量的多功能器件。
【背景技術】
[0002]隨著對光纖通信系統(tǒng)傳輸帶寬和傳輸距離要求的不斷提升，光纖中的信號處理技術日益成為制約光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。光通信中信號的劣化有以下幾種:光纖及光器件中的色散導致的脈沖展寬，為了補償傳輸損耗所使用的光放大器的ASE噪聲積累，光纖中的非線性效應導致的脈沖包絡畸變，信道間相互干擾等。簡單的可歸納為:強度噪聲，定時抖動，以及脈沖包絡畸變。這些因素的疊加作用將會嚴重影響通信的質量，限制通信系統(tǒng)容量和傳輸距離。一種解決方法是采用光/電/光信息處理技術，但受限于”電子瓶頸”，數(shù)據(jù)速率不透明；另一種采用光控光的全光信息處理技術，是未來發(fā)展的主流方向。
[0003]基于全光信號處理技術的實現(xiàn)方案可以基于多種物理效應和材料介質，最為靈活、普適的實現(xiàn)方案是利用光纖或平面波導材料中的光學非線性效應。由于光纖通信是利用光纖傳輸光信號的，而處理光信號的器件如果采用平面波導材料，必然存在光纖與平面波導的耦合問題，目前的耦合損耗還比較高，從而限制了平面波導器件方案的應用。相比之下，如果采用光纖材料結構的光信號處理器件，光纖與光纖的耦合損耗可以做到很小。但目前存在的問題是只能針對其中的一兩個劣化因素采取相應的措施加以解決，不能全面地解決所有信號劣化的問題。另一個常常面臨的問題是，在某些可以提升信號質量的全光信號處理技術中，往往不可避免地會產(chǎn)生波長轉換，即輸出光信號波長不同于輸入波長，這在某些應用中是不希望的。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種提升光信號質量的多功能器件，在無需增加摻鉺光纖放大器下對劣化信號的質量進行全面提升，同時又能實現(xiàn)輸出波長與輸入波長的一致性。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種提升光信號質量的多功能器件，其特征在于，包括:一在線時鐘提取單元、一光控光開關單元、一波長轉換/整形單元、一輔助光信號單元、一分光器，以及三個光放大單元；
[0006]光通信系統(tǒng)輸出的劣化光信號輸入到第一光放大單元后，經(jīng)過第一光放大單元的放大后由分光器分成兩路信號，分別標記為第一路光信號和第二路光信號；
[0007]其中，第一路光信號輸入到在線時鐘提取單元，利用在線時鐘提取單元合理配置內部波長關系，并在輔助光信號單元的配合下各波長信號間發(fā)生兩次非線性參量過程，通過在線時鐘提取單元中的不斷循環(huán)，使光時鐘信號達到增益飽和，從而在線提取出變換了波長的光時鐘信號，最后將光時鐘信號輸入到光控光開關單元；
[0008]第二路光信號與光時鐘信號一起輸入到光控光開關單元，通過光控光開單元對光時鐘信號和第二路光信號的輸出特性進行控制。當?shù)诙饭庑盘柕墓β矢哂诠鈺r鐘信號功率并達到功率閾值時光控光開單元發(fā)揮光控光開關作用，對第二路光信號中攜帶的信號進行時間抖動抑制，最終光控光開關單元輸出與光時鐘信號波長相同的時間抖動抑制光信號；
[0009]將光控光開單元輸出的經(jīng)時間抖動抑制后的光信號輸入到第二光放大單元，經(jīng)過第二光放大單元的放大后輸入到波長轉換/整形單元，波長轉換/整形單元在輔助光信號單元的配合下，對第二光放大單元放大后的光信號進行脈沖整形，在脈沖整形的過程中，將輸入到波長轉換/整形單元的光信號的波長還原到劣化光信號的初始波長，再將脈沖整形后的信號輸入到第三光放大單元放大，得到優(yōu)化光信號。
[0010]本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的:
[0011]本發(fā)明一種提升光信號質量的多功能器件，包括在線時鐘提取單元、光控光開關單元、波長轉換/整形單元、輔助光信號單元、分光器和光放大單元;在在線時鐘提取單元中，放大的劣化光信號耦合入高非線性光纖，經(jīng)高非線性光纖的作用后將劣化光信號中的時鐘信息轉移到了新的波長上，即光時鐘信號所對應的波長;光控光開關單元輸出的光信號依然保持在該波長上，然后經(jīng)光放大單元輸入到波長轉換/整形單元，在輔助光信號的參與下，將此時的光波長轉換到原來輸入的波長上。其次，本發(fā)明采用更加易于實現(xiàn)的全光纖結構，是一種可同時對劣化信號進行在線時鐘提取、抑制時間抖動、脈沖整形、功率放大的多功能器件，有效解決了其他信號處理中存在的波長轉換問題。
【附圖說明】
[0012]圖1是一種全面提升光信號質量的多功能器件結構示意圖；
[0013]圖2是圖1所示的在線時鐘提取單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設計的詳細描述也許會淡化本發(fā)明的主要內容時，這些描述在這里將被忽略。
[0015]實施例
[0016]在本實施例中，為了實施例的描述更加清楚，結合說明書圖1和圖2，對多功能器件中各子模塊產(chǎn)生的光信號進行定義，并附上對應光信號的波長。
[0017]圖1是一種全面提升光信號質量的多功能器件結構示意圖。
[0018]在本實施例中，如圖1所示，本發(fā)明一種提升光信號質量的多功能器件，包括:在線時鐘提取單元卬0?01、光控光開關單元$0?3)2、波長轉換/整形單元$0?103、輔助光信號單元4、分光器5，以及三個光放大單元6-8。其中，波長轉換/整形單元3與在線時鐘提取單元I共享相同的輔助光信號單元4，這樣通過合理安排多功能器件工作時內部各波長或頻率間關系，使輸入光信號與輸出光信號的波長相等。
[0019]在本實施例中，設光通信系統(tǒng)輸出的劣化光信號的波長Xs為1550nm，分光器5米用50:50的分光器。
[0020]光通信系統(tǒng)輸出的劣化光信號輸入到第一光放大單元6后，經(jīng)過第一光放大單元6的放大后由分光器5分成兩路信號，分別標記為第一路光信號和第二路光信號，在本實施例中，第一路光信號和第二路光信號的波長同樣為:= 1550nm。
[0021]其中，第一路光信號輸入到在線時鐘提取單元I，利用在線時鐘提取單元I合理配置內部波長關系，并在輔助光信號單元3輸出的輔助光信號Aa=1555nm的配合下各波長間發(fā)生兩次非線性參量過程，通過在線時鐘提取單元3中的不斷循環(huán)，使光時鐘信號達到增益飽和，從而在線提取出變化了波長的光時鐘信號k=1560nm，最后將光時鐘信號輸入到光控光開關單元2。
[0022]在本實施例中，結合圖2可知，第一次非線性參量過程由\與\。完成，進行初步放大，光時鐘信號λ。得到初步增強。第二次非線性參量過程由λ^λ。完成，Aa實現(xiàn)對λ。高增益參量放大，用來補償光時鐘信號在環(huán)形光路中的傳輸和耦合損耗，并發(fā)生波長轉換，產(chǎn)生一個依賴于I和的光相敏信號λ 'c = l 565nm。
[0023]第二路光信號與光時鐘信號一起輸入到光控光開單元2，通過光控光開單元2對光時鐘信號和第二路光信號的輸出特性進行控制，當?shù)诙饭庑盘柕墓β矢哂诠鈺r鐘信號功率并達到功率閾值時光控光開單元2內部的Sagnac結構發(fā)揮光控光開關作用，對第二路光信號中攜帶的信號進行時間抖動抑制，最終光控光開關單元2輸出與光時鐘信號波長相同的時間抖動抑制光信號λ。= 1560nm。
[0024]將光控光開單元2輸出的經(jīng)時間抖動抑制后的光信號輸入到第二光放大單元7，經(jīng)過第二光放大單元7的放大后輸入到波長轉換/整形單元3，波長轉換/整形單元3在輔助光信號單元4的輸出輔助光信號Aa= 1555nm的配合下，對第二光放大單元7放大后的光信號進行脈沖整形，提升消光比，在脈沖整形的過程中，將輸入到波長轉換/整形單元3的光信號的波