CN1182666C - 减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置 - Google Patents
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Abstract
减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置，属于高速光通信技术领域，其特征在于，它含有：自由谱区与数据信号码率相同的梳状滤波器，它是由在相向的面上镀有反射率在90%以上的高反射膜的两个平行且对准的反射镜或两根光纤端面组成的一个F-P滤波器；一端与数据信号的输入光纤相连，且加有用以控制两反射镜间距的反馈信号的压电陶瓷；另一端用光纤与注入锁模光纤环激光器相连。用两根光纤的端面作反射镜时，压电陶瓷可与输出端的一根光纤粘接(也可与输入端的一根光纤粘接)。与把提取的时钟脉冲通过另外一个半导体光放大器的装置相比，它具有简单实用，费用低且能同时减少由于码型效应引起的幅度起伏和时间抖动的优点。
Description
技术领域
一种减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置，属于高速光通信领域，尤其涉及高速的光时钟提取技术。
背景技术
在高速光通信网中，累积的EDFA噪声，光纤的非线性、群速色散、偏振模色散和各类串话会使得光信号的消光比和信噪比下降、时间抖动增加，从而导致光通信的误码率上升、可靠性下降。信号再生成为改善通信质量的一种有效方法。国际上通常采用3R(再放大、再定时、再整形)再生方法使恶化的信号得以改善。目前对归零码(RZ码)的再生进行了较多的研究。
已有的RZ码的3R再生原理如图1所示，由光耦合器、光时钟恢复单元和光判决门组成。其中光时钟恢复可采用由全光或光电混和的方法。工作流程是畸变的光数据信号由耦合器分成两束，一束入射到时钟恢复单元，提取出抖动小、信噪比高并具有理想波形的位时钟光脉冲。另一束光数据信号控制光判决门的开与关，使通过它的位时钟光脉冲受到光数据信号的调制，从而输出再整形和再定时的再生光数据信号。
时钟提取是3R再生的的关键技术。如何提取出抖动小、信噪比高并具有理想波形的位时钟脉冲是再生成功与否的关键，也是目前国际上研究的热点。其中德国的HHI利用特殊的自脉动DFB激光器时钟恢复、MZI-SOA(马赫-曾德干涉仪型半导体光放大器)光开关作判决门，实现了10Gb/s的全光再生，但是自脉动激光器结构复杂，价格昂贵，不易获得。英国的BT实验室采用电时钟恢复、超快非线性干涉仪实现了40Gb/s的信号再生，由于有电时钟恢复，不适合向全光网发展的要求。希腊的雅典国家理工大学采用基于SOA注入锁模光纤环激光器进行了30Gb/s时钟提取，这是目前最有代表性的全光时钟的方法。
基于SOA的注入锁模光纤环激光器的原理图如图2所示。系统的核心器件是SOA。当SOA的增益大于环内的损耗时，在环内将产生激光，激光的波长由滤波器的中心波长决定。环内的隔离器保证了激光的单向传输。数据信号经过WDM耦合注入SOA中，消耗SOA中的载流子，从而影响SOA的增益和折射率，因此对环内的激光产生调制。调节环内的光延迟线来调节光纤环的长度，如果光纤环的基频为注入数据信号码率的整数分之一，则环内的激光经过一定圈数的传输后，将会达到锁模，产生与注入数据信号码率相同的时钟脉冲。
该方法的优点是方案比较简单，而且是全光时钟提取。但是该方案最大的缺点在于：目前SOA载流子的恢复时间仍然长达数百皮秒，在用于高速率的时钟提取(例如40Gb/s)时，提取出的时钟存在着与注入数据信号的码型有关的幅度起伏和时间抖动，我们称之为码型效应。希腊雅典国家理工大学在30Gb/s的时钟提取中，采用了把提取出的时钟通过另外一个SOA，利用SOA的饱和放大作用减少由于码型效应引起的脉冲幅度起伏。由此可见，利用基于SOA的注入锁模光纤激光器进行高速率的时钟提取时主要包括两个技术环节：1、光时钟提取2、减少码型效应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以同时减少由于码型效应而引起的时钟脉冲幅度抖动和时钟脉冲时间抖动的减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置。它是基于以下原理的：nGbit/s(n为几到几十)归零码数据信号，在光谱上除了有间隔为nGHz的频率分量以外，还有其它的频率分量。数据信号通过一个自由谱区为nGHz的梳状滤波器被整形后，除了间隔为nGHz的频率分量外，其余的频率分量被抑制。数据信号在时域上则表现为在‘0’与‘1’码处都有光功率来消耗SOA的载流子，因此可以减少码型效应的影响。
本发明的特征在于：它含有自由谱区与数据码率相同的梳状滤波器，它是由在相向的面上镀有反射率在90％以上的高反射膜的两个平行且对准的第一反射镜M1和第二反射镜M2组成的一个F-P滤波器；一个与第一反射镜M1粘接可接受反馈信号以控制第一反射镜M1、第二反射镜M2的间距以保证梳状滤波器的自由谱区与输入数据信号码率相同的压电陶瓷；还包括半导体光放大器、注入锁模光纤环激光器、波分复用器以及一根一端与第二反射镜M2相连而另一端与波分复用器输入端相连的数据信号输出光纤。所述的梳状滤波器是由在相向的面上镀有反射率在90％以上的高反射膜的两个平行且对准的光纤的端面组成的一个F-P滤波器，其中输出信号的那根光纤与加有用以控制两光纤的间距的反馈信号的压电陶瓷PZT相粘接。所述的高反射膜是氟化镁/硫化锌介质膜。所述的第一、第二两个反射镜M1、M2都用K9玻璃制作。
使用证明：它可实现预期目的。
附图说明
图1：已有的3R全光再生原理图。
图2：基于SOA注入锁模激光器的全光时钟提取实验装置原理图。
图3：已有的所有用SOA减少幅度起伏的原理图。
图4：本发明的减少码型效应引起的脉冲幅度起伏和时间抖动的实施的装置。
具体实施方式
请见图4。在图4a中用的两个反射镜M1、M2做的F-P滤波器作梳状滤波器，反射镜M1和M2均用K9玻璃制作，镀上氟化镁/硫化锌介质膜，它们的反射率均大于90％，两个反射率可以相同，也可不同。反射镜M1用环氧树脂粘在压电陶瓷PZT上，便可控制反射镜M1和M2之间的距离，是梳状滤波器的自由谱区与入射数据信号的速率相同。4b为直接在两根相平行且对准的光纤端面上镀和4(a)中相同的介质膜，其中一根光纤(在4b中是右侧那根光纤)用环氧树脂粘在PZT上，在PZT上加以上反馈信号便可控制两根光纤的间距。当恶化的光数据信号经输入光纤入射到梳状滤波器进行预处理后，再被注入到基于SOA的注入锁模光纤环激光器(IMLL)进行时钟提取，得到的时钟脉冲的码型效应比没有预处理的时钟信号在时间上和幅度抖动上大大得减少。这种方法简单实用，与另外再加半导体光放大器(SOA)相比，不仅价格低，器件易得，而且还能减少由于码型效应引起的时间抖动。
Claims (4)
1.减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置，含有注入锁模光纤环激光器，其特征在于：它含有自由谱区与数据码率相同的梳状滤波器，它是由在相向的面上镀有反射率在90％以上的高反射膜的两个平行且对准的第一反射镜(M1)和第二反射镜(M2)组成的一个F-P滤波器；一个与第一反射镜(M1)粘接可接受反馈信号以控制第一反射镜(M1)、第二反射镜(M2)的间距以保证梳状滤波器的自由谱区与输入数据信号码率相同的压电陶瓷；还包括半导体光放大器、注入锁模光纤环激光器、波分复用器以及一根一端与第二反射镜(M2)相连而另一端与波分复用器输入端相连的数据信号输出光纤。
2.根据权利要求1的减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置，其特征在于：所述的梳状滤波器是由在相向的面上镀有反射率在90％以上的高反射膜的两个平行且对准的光纤的端面组成的一个F-P滤波器，其中输出信号的那根光纤与加有用以控制两光纤的间距的反馈信号的压电陶瓷相粘接。
3.根据权利要求1或2的减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置，其特征在于：所述的高反射膜是氟化镁/硫化锌介质膜。
4.根据权利要求1的减少注入锁模光纤环激光器时钟提取中的码型效应的装置，其特征在于：所述的第一、第二两个反射镜(M1、M2)都用K9玻璃制作。
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