本發明專利技術公開了基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其特征是包括第一、二信號源、第一、二環形器、合波器、摻鉺光纖耦合器、泵浦源、光隔離器、分波器、第一、二濾波器，第一信號源與第一環形器的a1連接，第一環形器的a2與合波器的c1連接，第一環形器的a3為輸出端A，合波器的c2與泵浦源連接，合波器的c3與摻鉺光纖耦合器的d1連接，摻鉺光纖耦合器的d3與分波器的e3連接，分波器的e1與光隔離器連接，分波器的e2與第一濾波器的g1連接，第一濾波器的g2與第二濾波器的h2連接，第二濾波器的h1與摻鉺光纖耦合器的d4連接，摻鉺光纖耦合器的d2與環形器的b2連接，環形器的b1與第二信號源連接，環形器的b3為輸出端B。
【技術實現步驟摘要】
基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器
本專利技術屬于光信息
，具體涉及一種基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器。
技術介紹
全光邏輯器是一種可以將任意的輸入端口的光信號轉換到任意輸出端口的光通路轉換器件。全光邏輯器除了像傳統邏輯器那樣用于各種運算，還是實現全光比特識別、數據編碼、奇偶校驗、地址識別、解復用等信號處理過程的重要器件，同時光邏輯器件也是實現光子計算機的基礎，因此，業界眾多學者對其進行了廣泛的研究。目前實現全光邏輯運算的方案主要包括基于半導體光放大器和基于高非線性光纖。現有的全光邏輯器存在功率低、開關響應速度慢、抗干擾能力弱等缺陷。
技術實現思路
針對現有全光邏輯器的缺點，本專利技術提供了一種基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其具有泵浦功率低、開關響應速度快、抗干擾能力強等優點，適合應用于全光通信系統。本專利技術基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器利用了摻鉺光纖的高非線性，不僅在理論上實現了不同的邏輯功能，而且可以大大降低泵浦光功率。本專利技術采取以下技術方案：基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，包括信號源(1-1)、信號源(1-2)、環形器(2-1)、環形器(2-2)、合波器(3)、摻鉺光纖耦合器(4)、泵浦源(5)、光隔離器(6)、分波器(7)、濾波器(8-1)、濾波器(8-2)，信號源(1-1)與環形器(2-1)的第一端口(a1)連接，環形器(2-1)的第二端口(a2)與合波器(3)的第一端口(c1)連接，環形器(2-1)的第三端口(a3)為輸出端A，合波器(3)的第二端口(c2)與泵浦源(5)連接，合波器(3)的第三端口(c3)與摻鉺光纖耦合器(4)的第一端口(d1)連接，摻鉺光纖耦合器(4)的第三端口(d3)與分波器(7)的第三端口(e3)連接，分波器(7)的第一端口(e1)與光隔離器(6)連接，分波器(7)的第二端口(e2)與濾波器(8-1)的第一端口(g1)連接，濾波器(8-1)的第二端口(g2)與濾波器(8-2)的第二端口(h2)連接，濾波器(8-2)的第一端口(h1)與摻鉺光纖耦合器(4)的第四端口(d4)連接，摻鉺光纖耦合器(4)的第二端口(d2)與環形器(2-2)的第二端口(b2)連接，環形器(2-2)的第一端口(b1)與信號源(1-2)連接，環形器(2-2)的第三端口(b3)為輸出端B。優選的，信號源(1-1)、(1-2)產生的信號波長范圍為1500nm-1550nm，功率為1mW。優選的，泵浦源(5)所產生的泵浦光波長范圍為900nm-980nm，功率范圍為0～1W。優選的，摻鉺光纖耦合器(4)在沒有外加泵浦光時的交叉耦合系數為0.5。優選的，濾波器(8-1)和濾波器(8-2)的通帶波長范圍為1500nm-1550nm。優選的，合波器(3)的第一端口為50％端口，第二端口為50％端口。本專利技術的特點是，與信號光波長不一樣且強度可調的泵浦光和信號光通過合波器一起進入摻鉺光纖耦合器的第一輸入端口，在耦合器的第三輸出端口泵浦光經分波器與信號光分離然后進入光隔離器。而信號光繼續繞環傳輸，繞環一周后經耦合器再次耦合從輸出端輸出。利用光克爾效應，在調節泵浦光的功率時可以改變耦合器的耦合系數，從而實現信號光的邏輯轉換功能。本專利技術利用泵浦光的光強對信號光產生交叉相位調制，使摻鉺光纖耦合器的兩根波導中的傳播常數改變，即摻鉺光纖耦合器的耦合系數改變,從而改變了信號光在輸出端的功率分配，實現邏輯轉換功能。本專利技術全光邏輯器利用交叉相位調制，產生光克爾效應，具有具有泵浦功率低，開關響應速度快，抗干擾能力強等優點，適合應用于全光通信系統。附圖說明圖1為基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器的結構示意圖。圖2a、2b為不同輸入組合下輸出光功率隨泵浦光功率變化的邏輯器特性曲線。圖2a、2b中，T1表示輸出端口A的輸出功率，T2表示輸出端口B的輸出功率。左圖(圖2a)是當只有信號源(1-1)有輸入時的輸出特性曲線，右圖(圖2b)是信號源(1-1)和(1-2)都有輸入時的輸出特性曲線。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術實施例作詳細說明。如圖1所示，本實施例基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，包括信號源1-1、信號源1-2、環形器2-1、環形器2-2、合波器3、摻鉺光纖耦合器4、泵浦源5、光隔離器6、分波器7、濾波器8-1、濾波器8-2，泵浦源5所產生的泵浦波波長范圍為900nm-980nm，功率范圍為0～1W。信號源1-1、1-2產生的信號波長范圍為1500nm-1550nm，功率為1mW。摻鉺光纖耦合器4在沒有外加泵浦光時的交叉耦合系數為0.5。第一濾波器8-1、第二濾波器8-2的通帶波長范圍為1500nm-1550nm。合波器3的第一端口為50％端口，第二端口為50％端口。信號源1-1與環形器2-1的第一端口a1連接，環形器2-1的第二端口a2與合波器3的第一端口c1連接，環形器2-1的第三端口a3為輸出端A，合波器3的第二端口c2與泵浦源5連接，合波器3的第三端口c3與摻鉺光纖耦合器4的第一端口d1連接，摻鉺光纖耦合器4的第三端口d3與分波器7的第三端口e3連接，分波器7的第一端口e1與光隔離器6連接，分波器7的第二端口e2與濾波器8-1的第一端口g1連接，濾波器8-1的第二端口g2與濾波器8-2的第二端口h2連接，濾波器8-2的第一端口h1與摻鉺光纖耦合器4的第四端口d4連接，摻鉺光纖耦合器4的第二端口d2與環形器2-2的第二端口b2連接，環形器2-2的第一端口b1與信號源1-2連接，環形器2-2的第三端口b3為輸出端B。泵浦光通過合波器，與摻鉺光纖耦合器第一端口連接，經過耦合器第三端口后從分波器第一端口輸出，信號光1-1依次經過環形器，合波器進入耦合器第一端口，信號光1-2經過環形器進入耦合器第二端口，兩信號光在耦合器中發生耦合后從耦合器第三、第四端口輸出，然后繞環傳輸，依次經過兩個濾波器后再次回到耦合器，在耦合器中發生第二次耦合后經環形器輸出。可調節泵浦光的輸出功率，計算輸出端口的輸出功率，根據消光比判定邏輯器邏輯功能。圖2顯示了在給定輸入信號功率情況下，兩輸出端口的輸出功率隨泵浦光功率變化的邏輯器特性曲線。兩曲線的交點意味著輸出信號光功率相等，此時的泵浦功率稱為閾值功率。表1表示選擇一個泵浦功率，根據不同的輸入組合得出的全光邏輯器的真值表。表1表1為該全光邏輯器邏輯真值表。表1中，a1，b1和A，B分別表示信號的輸入輸出端口，邏輯值“0”和“1”表示有無信號輸入。Xij是消光比，用來判定輸出邏輯值。本專利技術全光邏輯器的實現過程：1、根據開關特性曲線，找出泵浦光閾值功率。2、根據閾值功率，選擇不同的泵浦功率，同時結合不同的輸入組合，實現不同的光邏輯門。以上對本專利技術的優選實施例及原理進行了詳細說明，對本領域的普通技術人員而言，依據本專利技術提供的思想，在具體實施方式上會有改變之處，而這些改變也應視為本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其特征是包括第一信號源(1?1)、第二信號源(1?2)、第一環形器(2?1)、第二環形器(2?2)、合波器(3)、摻鉺光纖耦合器(4)、泵浦源(5)、光隔離器(6)、分波器(7)、第一濾波器(8?1)、第二濾波器(8?2)，第一信號源(1?1)與第一環形器(2?1)的第一端口(a1)連接，第一環形器(2?1)的第二端口(a2)與合波器(3)的第一端口(c1)連接，第一環形器(2?1)的第三端口(a3)為第一輸出端(A)，合波器(3)的第二端口(c2)與泵浦源(5)連接，合波器(3)的第三端口(c3)與摻鉺光纖耦合器(4)的第一端口(d1)連接，摻鉺光纖耦合器(4)的第三端口(d3)與分波器(7)的第三端口(e3)連接，分波器(7)的第一端口(e1)與光隔離器(6)連接，分波器(7)的第二端口(e2)與第一濾波器(8?1)的第一端口(g1)連接，第一濾波器(8?1)的第二端口(g2)與第二濾波器(8?2)的第二端口(h2)連接，第二濾波器(8?2)的第一端口(h1)與摻鉺光纖耦合器(4)的第四端口(d4)連接，摻鉺光纖耦合器(4)的第二端口(d2)與第二環形器(2?2)的第二端口(b2)連接，第二環形器(2?2)的第一端口(b1)與第二信號源(1?2)連接，第二環形器(2?2)的第三端口(b3)為第二輸出端(B)。...
【技術特征摘要】
1.基于摻鉺光纖耦合器的Sagnac干涉儀全光邏輯器，其特征是包括第一信號源(1-1)、第二信號源(1-2)、第一環形器(2-1)、第二環形器(2-2)、合波器(3)、摻鉺光纖耦合器(4)、泵浦源(5)、光隔離器(6)、分波器(7)、第一濾波器(8-1)、第二濾波器(8-2)，第一信號源(1-1)與第一環形器(2-1)的第一端口(a1)連接，第一環形器(2-1)的第二端口(a2)與合波器(3)的第一端口(c1)連接，第一環形器(2-1)的第三端口(a3)為第一輸出端(A)，合波器(3)的第二端口(c2)與泵浦源(5)連接，合波器(3)的第三端口(c3)與摻鉺光纖耦合器(4)的第一端口(d1)連接，摻鉺光纖耦合器(4)的第三端口(d3)與分波器(7)的第三端口(e3)連接，分波器(7)的第一端口(e1)與光隔離器(6)連接，分波器(7)的第二端口(e2)與第一濾波器(8-1)的第一端口(g1)連接，第一濾波器(8-1)的第二端口(g2)與第二濾波器(8-2)的第二端口(h2)連接，第二濾波器(8-2)的第...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李齊良，朱夢云，李冬強，張真，胡淼，唐向宏，曾然，魏一振，周雪芳，盧旸，錢正豐，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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