專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置，特別涉及一種光譜展開(kāi)很小的提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置。
背景技術(shù)：
受激布里淵散射(SBS，Stimulated Brillouin Scattering)是由光纖中的光信號(hào)和聲波之間相互作用所引起的非線(xiàn)性現(xiàn)象，表現(xiàn)為如果進(jìn)入光纖中的相干光信號(hào)的功率大于特定的光纖受激布里淵散射閾值，就會(huì)在光纖中產(chǎn)生非線(xiàn)性。SBS將把一部分輸入光功率轉(zhuǎn)換為后向斯托克斯波，即轉(zhuǎn)換為后向散射光。在較高的入纖功率下，光線(xiàn)中的受激布里淵散射效應(yīng)會(huì)將前向傳輸光信號(hào)的光功率轉(zhuǎn)移給后向散射光和聲子場(chǎng)，從而造成了信號(hào)光的一種損耗機(jī)制，導(dǎo)致接收端信噪比下降，嚴(yán)重地影響了光傳輸系統(tǒng)的性能。SBS效應(yīng)與光纖中的其它幾種非線(xiàn)性效應(yīng)如自相位調(diào)制Gelf-Phase Modulation-SPM)、交叉相位調(diào)制(Cross Phase Modulation-XPM)等非線(xiàn)性效應(yīng)比較，SBS 效應(yīng)具有最低的閾值功率，一般僅有幾個(gè)毫瓦(mw)，為了避免SBS效應(yīng)產(chǎn)生，系統(tǒng)入纖功率只能限制在SBS閾值以下?，F(xiàn)有技術(shù)中用于抑制SBS的傳統(tǒng)方案是在外調(diào)制光發(fā)射機(jī)內(nèi)部用固定頻率的微波信號(hào)對(duì)信號(hào)光源進(jìn)行頻率或相位調(diào)制，使信號(hào)光源的光譜展開(kāi)，降低光功率密度，從而抑制受激布里淵散射，以提高SBS閾值。利用上述技術(shù)，目前市場(chǎng)上光發(fā)射機(jī)的SBS閾值最高為19daii。另外，現(xiàn)有技術(shù)為了得到較高的SBS閾值，需要將光譜展開(kāi)很寬，在光纖傳輸中造成另外一種非線(xiàn)性效應(yīng)即光纖色散效應(yīng)，導(dǎo)致信號(hào)失真。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，為了使光信號(hào)在傳輸中不產(chǎn)生受激布里淵散射，進(jìn)入光纖中的光信號(hào)功率需要低于SBS閾值，這樣也就限制了光信號(hào)的傳輸距離。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置，其不受光發(fā)射機(jī)SBS閾值的限制，在提高光纖受激布里淵散射閾值的同時(shí)光譜展開(kāi)較小，從而可以提高進(jìn)入光纖中的光信號(hào)功率，延長(zhǎng)信號(hào)的傳輸距離。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置，其特征在于，外接于光發(fā)射機(jī)的輸出端，該裝置包括用于信號(hào)光的光譜展寬的光譜擴(kuò)展單元；以及用于抑制布里淵散射產(chǎn)生的時(shí)延控制單元；所述的光譜擴(kuò)展單元連接所述的時(shí)延控制單元。所述的光譜擴(kuò)展單元包括光環(huán)形器，其第一端口連接光發(fā)射機(jī)，作為光輸入端； 反射式光柵，其連接光環(huán)形器的第二端口 ；光環(huán)形器的第三端口作為光輸出端。所述的時(shí)延控制單元包括微處理器，其控制連接有用于產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器，所述的信號(hào)發(fā)生器連接有用于對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大器，所述的功率放大器連接有用于使反射式光柵產(chǎn)生周期性形變的電致伸縮裝置。
3[0009]所述的反射式光柵為啁啾布拉格光柵。所述的啁啾布拉格光柵固定在所述的電致伸縮裝置上。所述的功率放大器為摻珥光纖放大器。所述的信號(hào)發(fā)生器為低頻信號(hào)發(fā)生器。所述的信號(hào)發(fā)生器包括波形產(chǎn)生電路；低通濾波電路；所述的波形產(chǎn)生電路的輸出端連接所述的低通濾波電路。所述的波形產(chǎn)生電路為方波產(chǎn)生電路。所述的波形產(chǎn)生電路為正弦波產(chǎn)生電路。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下的有益效果第一，裝置串接在標(biāo)準(zhǔn)外調(diào)制光發(fā)射機(jī)之后，其能夠進(jìn)一步提高外調(diào)制光發(fā)射機(jī)輸出光信號(hào)的SBS閾值，同時(shí)光信號(hào)的光譜展開(kāi)較小。SBS閾值為19dBmW時(shí)譜寬(_20dB 處)僅為0.05nm左右。反過(guò)來(lái)說(shuō)，對(duì)于一定的光譜展寬寬度，本實(shí)用新型中比現(xiàn)有技術(shù)可以顯著提高SBS閾值，在譜寬(_20dB處)為0. 4nm左右的情況下，SBS閾值可達(dá)到22dBmW 以上。第二，啁啾布拉格光柵固定在電致伸縮裝置上成為時(shí)延可調(diào)的動(dòng)態(tài)啁啾布拉格光柵，電致伸縮裝置使動(dòng)態(tài)啁啾布拉格光柵產(chǎn)生周期性形變，使信號(hào)光的通過(guò)啁啾布拉格光柵的時(shí)延發(fā)生周期性變化。信號(hào)光通過(guò)環(huán)形器的輸入端進(jìn)入動(dòng)態(tài)啁啾布拉格光柵，經(jīng)過(guò)光柵反射，由環(huán)形器的輸出端輸出。信號(hào)光中的不同光譜分量在動(dòng)態(tài)啁啾布拉格光柵中的折射率不同，實(shí)現(xiàn)光譜展寬。第三，利用光譜擴(kuò)展單元對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光譜展開(kāi)，同時(shí)，光譜時(shí)延控制單元引入時(shí)延擾動(dòng)，能夠使激光器的光載波的各相干光分量的中心波長(zhǎng)以一定規(guī)律變化。光子密度在單模光纖中分布的隨時(shí)間快速變化而分散，不易造成SBS相互作用區(qū)域的能量積累，區(qū)域內(nèi)的光能量密度得到降低。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的光譜展寬的示意圖；圖2為本實(shí)用新型的提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示裝置的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為光纖受激布里淵散射閾值的測(cè)量系統(tǒng)示意圖；圖5為采用本實(shí)用新型的裝置實(shí)現(xiàn)的光譜展寬的示意圖；圖6為本實(shí)用新型的裝置的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了便于對(duì)實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。圖1為現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的光譜展寬的示意圖，現(xiàn)有技術(shù)一般在外調(diào)制光發(fā)射機(jī)內(nèi)部用固定頻率的微波信號(hào)對(duì)信號(hào)光源進(jìn)行頻率或相位調(diào)制使信號(hào)光源的光譜展開(kāi)，使得光功率密度降低，不會(huì)產(chǎn)生受激布里淵散射，傳統(tǒng)的抑制SBS的技術(shù)中實(shí)現(xiàn)的相干光譜展開(kāi)，實(shí)際是將光功率分散在不同的空間位置，降低單模光纖中SBS相互作用區(qū)域的光子密度，從而抑制SBS的產(chǎn)生。由于傳統(tǒng)技術(shù)中應(yīng)用固定頻率的微波實(shí)現(xiàn)的相干光譜展開(kāi)，可以看作一系列波長(zhǎng)固定的相干光的組合，因此光子在單模光纖中的分布密度隨時(shí)間變化緩慢，容易造成SBS相互作用的區(qū)域的能量積累，要實(shí)現(xiàn)抑制SBS，需要將光譜展開(kāi)很寬，如圖1所示，SBS閾值為19dBmW時(shí)譜寬(_20dB處)為0. 4nm左右。如圖2所示，本實(shí)用新型的提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置100外接于光發(fā)射機(jī)的輸出端，該裝置包括用于信號(hào)光的光譜展寬的光譜擴(kuò)展單元110 ；以及用于抑制布里淵散射產(chǎn)生的時(shí)延控制單元120 ；所述的光譜擴(kuò)展單元110連接所述的時(shí)延控制單元120。受激布里淵散射是入射的激光場(chǎng)與介質(zhì)的電致伸縮產(chǎn)生的彈性聲波場(chǎng)耦合的結(jié)果，SBS耦合波方程組為
權(quán)利要求1.一種提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置，其特征在于，外接于光發(fā)射機(jī)的輸出端，該裝置包括用于信號(hào)光的光譜展寬的光譜擴(kuò)展單元；以及用于抑制布里淵散射產(chǎn)生的時(shí)延控制單元； 所述的光譜擴(kuò)展單元連接所述的時(shí)延控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的光譜擴(kuò)展單元包括 光環(huán)形器，其第一端口連接光發(fā)射機(jī)，作為光輸入端；反射式光柵，其連接光環(huán)形器的第二端口 ； 光環(huán)形器的第三端口作為光輸出端。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的時(shí)延控制單元包括微處理器，其控制連接有用于產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器；所述的信號(hào)發(fā)生器連接有用于對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大器，所述的功率放大器連接有用于使反射式光柵產(chǎn)生周期性形變的電致伸縮裝置。
4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述的反射式光柵為啁啾布拉格光柵。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的啁啾布拉格光柵固定在所述的電致伸縮裝置上。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的功率放大器為摻珥光纖放大器。
7.如權(quán)利要求3或6所述的裝置，其特征在于所述的信號(hào)發(fā)生器為低頻信號(hào)發(fā)生器。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述的信號(hào)發(fā)生器包括 波形產(chǎn)生電路；低通濾波電路；所述的波形產(chǎn)生電路的輸出端連接所述的低通濾波電路。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述的波形產(chǎn)生電路為方波產(chǎn)生電路。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述的波形產(chǎn)生電路為正弦波產(chǎn)生電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種提高光傳輸系統(tǒng)受激布里淵散射閾值的裝置，其外接于光發(fā)射機(jī)的輸出端，該裝置包括用于信號(hào)光的光譜展寬的光譜擴(kuò)展單元；以及用于抑制布里淵散射產(chǎn)生的時(shí)延控制單元；所述的光譜擴(kuò)展單元連接所述的時(shí)延控制單元。本實(shí)用新型串接在標(biāo)準(zhǔn)外調(diào)制光發(fā)射機(jī)之后，其能夠進(jìn)一步提高外調(diào)制光發(fā)射機(jī)輸出光信號(hào)的SBS閾值，同時(shí)光信號(hào)的光譜展開(kāi)較小。SBS閾值為19dBmW時(shí)譜寬(-20dB處)僅為0.05nm左右。反過(guò)來(lái)說(shuō)，對(duì)于一定的光譜展寬寬度，本實(shí)用新型中比現(xiàn)有技術(shù)可以顯著提高SBS閾值，在譜寬(-20dB處)為0.4nm左右的情況下，SBS閾值可達(dá)到22dBmW以上。
文檔編號(hào)G02F1/35GK202230283SQ20112028286
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
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