專利名稱：放大光信號的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放大光信號的裝置和方法，具體涉及直接放大光信號的裝置和方法。
當(dāng)數(shù)據(jù)沿光纖傳輸時(shí)，光纖造成的衰減會使信號電平下降。所以，對于長距離傳輸，必須提供中繼轉(zhuǎn)發(fā)器以提高輸入脈沖的電平。中繼轉(zhuǎn)發(fā)器的工作情況如下到達(dá)中繼轉(zhuǎn)發(fā)器的光信號借助于光電二極管或其它的光敏檢測器轉(zhuǎn)換為電脈沖。然后，將這些電脈沖進(jìn)行電信號放大。通過電路放大的脈沖用來驅(qū)動一個(gè)激光二極管，使電脈沖轉(zhuǎn)換回光脈沖。而后，中繼轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出傳送到一個(gè)光波導(dǎo)上，光信號在光波導(dǎo)內(nèi)傳輸。中繼轉(zhuǎn)發(fā)器都是由半導(dǎo)體、具體是三價(jià)-五價(jià)(p(p型-n型)半導(dǎo)體集成電路裝置成的，這種先有技術(shù)的解決方案缺點(diǎn)在于，“光脈沖-電脈沖-光脈沖”的轉(zhuǎn)換需要大量的電路。此外，在吉比特(109比特)范圍內(nèi)的電路放大不是件容易的事。為此，本發(fā)明的目的是提供一種較簡單的方法和一種較簡單的裝置，它不需要信號的兩次轉(zhuǎn)換，并能可靠地處理高的數(shù)據(jù)率。
這一目的的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用了一種光信號放大裝置和方法。該裝置包括一個(gè)介質(zhì)媒體，光束至少可通過兩個(gè)輸入端口饋入其中，該介質(zhì)媒體允許兩種模式的光傳輸，并具有至少一個(gè)輸出端口;介質(zhì)媒體的特征在于，它具有非線性的光特性。直接放大光信號的方法的特征在于，在呈現(xiàn)非線性光特性的介質(zhì)媒體內(nèi)，高能量的光由光信號進(jìn)行調(diào)制。
本發(fā)明的裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，光信號通過輸入端口之一饋入介質(zhì)媒體內(nèi)，高能量的光經(jīng)另一輸入端口饋入該介質(zhì)媒體，則在其輸出端口上就可得到已放大的光信號。
本發(fā)明的方法有這樣的優(yōu)點(diǎn)，直接的光放大可以減小中繼轉(zhuǎn)發(fā)器電路的復(fù)雜性，且借助于外加電場可均衡光放大器的相速度或控制放大量。
下面，參照以下附圖來說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。


圖1示出光轉(zhuǎn)發(fā)器的結(jié)構(gòu);
圖2示出轉(zhuǎn)發(fā)器陣的結(jié)構(gòu)。
圖1中，10是一種介質(zhì)媒體，其中可傳輸兩種模式的光。11和12是輸入端口，13和14是輸出端口。介質(zhì)媒體10周圍有兩個(gè)電極15和16。實(shí)現(xiàn)光轉(zhuǎn)發(fā)器功能的一個(gè)重要的前提，是介質(zhì)媒體10應(yīng)具有非線性的光特性。如果通過兩個(gè)輸入端口中的一個(gè)例如端口11將一個(gè)光信號饋入介質(zhì)媒體10(下文亦稱為“雙模式區(qū)域”)，并通過另一輸入端口12將高能量的光連續(xù)地或以輸入端口11上所存在信號的脈沖重復(fù)頻率饋入該雙模式區(qū)域，則非線性的光特性會使通過輸入端口12饋入?yún)^(qū)域10的一部分光能量耦合到通過輸入端口11饋入?yún)^(qū)域10的光信號中。于是，輸出端口13和14中的一個(gè)上將得到一個(gè)放大了的光信號。應(yīng)該注意，對于轉(zhuǎn)發(fā)器的實(shí)現(xiàn)其功能，只需單一個(gè)輸出端口就足夠了。
如果應(yīng)用于雙模式區(qū)域的介質(zhì)媒體除了非線性光特性外還具有電光效應(yīng)，則借助于兩個(gè)電極15和16可控制兩種模式的光的相速度。例如，可以應(yīng)用這一點(diǎn)來均衡光轉(zhuǎn)發(fā)器，或者補(bǔ)償連續(xù)式或脈沖式光源的強(qiáng)度的波動。
圖2示出由幾個(gè)圖1所示出的光轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)成的一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器陣。各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器部件用20、21、22和24標(biāo)記。圖2中，幾個(gè)光轉(zhuǎn)發(fā)器的共同傳輸只在以下情況下才可能如果來自系統(tǒng)的一個(gè)信號能出現(xiàn)在僅僅一個(gè)輸入端口上，或者出現(xiàn)在各個(gè)輸入端口上的信號脈沖在時(shí)間上相互錯(cuò)開，并不重疊。
權(quán)利要求
1.一種光信號放大裝置，它包括一個(gè)介質(zhì)媒體(10)，光束至少可通過兩個(gè)輸入端口(11，12)饋入其中，該媒體(10)允許兩種模式的光傳輸，并具有至少一個(gè)輸出端口(13，14)；其特征在于，介質(zhì)媒體(10)具有非線性的光特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，光信號通過輸入端端口之一(11)進(jìn)入介質(zhì)媒體(10)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，通過輸入端口之一(12)高能量的光連續(xù)地或以脈沖形式進(jìn)入介質(zhì)媒體(10)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的裝置，其特征在于，在輸出端口(13，14)上可得到已放大的光信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，介質(zhì)媒體(10)周圍設(shè)置有兩個(gè)控制電極(15、16)。
6.用光學(xué)方法直接放大光信號的一種方法，其特征在于，在呈現(xiàn)非線性光特性的介質(zhì)媒體內(nèi)，高能量的光由光信號進(jìn)行調(diào)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該介質(zhì)媒體允許兩種模式的光傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，放大量可由外部電場進(jìn)行控制。
全文摘要
一種用光學(xué)手段直接放大光信號的裝置和方法，它不需要“光、-電-光”的轉(zhuǎn)換由電路放大電信號，以補(bǔ)償長距離光纖造成的光信號衰減。采用一種直接的光中繼轉(zhuǎn)發(fā)器，它包含有可傳輸兩種模式的光的介質(zhì)媒體10。該媒體具有非線性的光特性，并設(shè)置有兩個(gè)輸入端11、12和兩個(gè)輸出端13、14。待放大的光信號由一個(gè)輸入端輸入，高能量的光由另一個(gè)輸入端輸入，在輸出端便可得到已放大的光信號。在介質(zhì)媒體周圍還可外加電場來控制光放大器。
文檔編號H04B10/00GK1048133SQ9010419
公開日1990年12月26日 申請日期1990年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月10日
發(fā)明者皮特·科斯頓 申請人:阿爾卡塔爾股份有限公司