CN1295742A - 光波长变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光波长变换器,其能够快速且高效地把在一个波长上调制的信息传递到第二波长的光信号而不会带来噪声和其它干扰,这些噪声和干扰已被证明是现有技术中的问题。该装置把第一波长的CW探测信号分裂成两个分量,它们通过克耳支路以相反的方向传播。在克耳支路中还传播第二波长的调制的驱动信号。这些信号在克耳支路中相互作用,并在输出耦合器中被重新组合,使得在两个探测分量之间产生干扰。输出一个强度调制的探测信号。

Description

光波长变换器
本发明涉及一种光波长变换器，尤其涉及一种装置，所述装置使得能够快速而高效地把调制在一个波长的光信号的信息转换为第二波长的光信号，而不产生噪声和已被证明是在现有技术中存在的问题的其它干扰。
基于纤维的光通信系统的重要性在近年来一直快速地增加。通过光纤发送大量信息的能力导致对可以利用在光学通信系统中可利用的带宽的系统的需求的增加。在本领域中已被认识到的并在过去被部分地述及的一个问题是有效地变换用于传输信息的光信号的波长。当信号要被传递给较大网络内的子网络并进行各种类型的光学处理时，经常需要波长变换。
已经提出了几种光波长变换技术，但是每种技术都存在一个或几个问题。在S.J.B.Yoo，Jourual of Lightwave Techbology，vol.14，n.6，June 1996，pag.955-966中给出了这些已知技术的回顾。
一些系统使用光电方法，例如利用电气方法检测由第一光信号携带的信息，然后使用在第一信号中包含的信息调制第二激光信号。这例如在美国专利5267073(Grasso等人)中披露了。这个技术受到了有关的电子电路的速度的固有限制，并且对于位速率可能是不透明的。
其它的系统使用半导体光学放大器(SOA)中的交叉增益调制(XGM)或交叉相位调制(XPM)。这些技术例如在Durhuus etal.，Journal of Lightwave Technology，vol.14，n.6，June 1996 pag.942-954，或“An All-Optical Wavelength-Converter with SemiconductorOptical Amplifiers Monolithically Integrated in an AsymmetricPassive Mach-Zehnder interferometer”，IEEE Photonics TechnologyLetters，Vol.7，No.10，October 1995中说明了。在EP717482(AT&T)中说明了一种半导体干涉光波长转换技术。使用SOA的波长转换器，除去其它缺点之外，在操作位速率和噪声性能方面受到限制。
另一种已知的波长转换技术使用在非线性介质中输入信号和泵频信号的4个波的混合，从而产生输入信号的共轭信号，其中共轭信号具有由输入信号的频率变换的频率。这种技术例如在US5619368中讨论了。在实施例中，泵频信号和输入信号在非线性光学介质例如光纤环反射镜中沿顺时针方向和逆时针方向同时传播，以便产生感兴趣的输出信号。通过合适地选择光纤的长度、光纤的散射区和频率分离，被注入的输入信号和泵频信号的顺时针分量和逆时针分量在反射镜环中进行相位匹配。
EP697939中披露了一种波长变换器，其中包括非线性光学器件，所述光学器件具有用于第一波长λs的恒定光的第一输入，用于利用信息调制的第二波长λp的第二信号的第二输入，以及用于被所述信息调制的第一波长λs的信号的第一输出。所述非线性光学器件可以包括如下器件之一：非线性光纤Mach-Zehnder干涉仪，非线性光环反射镜，或非线性光纤方向耦合器。
使用非线性光环反射镜的波长变换器在上述的S.J.B.Yoo的文章中讨论了。在图6(b)中示出了一种使用光纤作为非线性介质的非线性光环反射镜。利用50∶50的光纤耦合器把一个探测光束分裂成为两个，并沿两个方向传播。在没有非线性相互作用的情况下，在输出端口看不到探测光束。输入信号通过光纤耦合器被耦合到环路中，并沿着逆时针方向传播。由于克耳(Kerr)光学效应，该信号调制非线性光纤的光学系数，从而使逆时针传播的探测光束的相位相对于顺时针的相位而增加。由于这种不对称性，在输出端口能够看到探测光束。由于通过非线性元件的有限的传播时间，探测信号受到脉冲(时钟)调制，并且需要利用输入信号同步。全部光纤系统需要2km以上的光纤，并且由于在光纤中局部系数的变化而引起不稳定的输出。
本发明人研制出了一种波长变换器，其能够根据强度调制从一个第一波长的光束向第二波长的另一个光束传递信息，其中第二波长是可变的并且可以由操作者选择。
波长变换器基于在非线性光学介质(下面被称为“克耳支路”)例如光纤中第一波长的光束和第二波长的光束同时传播期间，由第一波长的光束对第二波长的光束引起的克耳效应。
本申请人发现，在第一信号中包含的信息可以被传递给第二信号，其中通过沿着相反的方向经过一种非线性光学介质传播第二信号的两个部分，其光学特性被所述第一信号调制，并且使所述两个部分发生干涉。
这种新的技术对于位速率的改变是透明的，在极高的位速率下能够很好地工作，对于环境噪声不敏感，并且在输入与输出波导的选择上具有高度的灵活性。此外，可以使用第二波长的CW源，并且不需要在输入信号和第二波长的光束源之间进行同步。
按照本发明中包含的教导，在第一方面，本发明提供一种用于把信息从一个波长的第一信号传递给第二波长的第二信号的波长转换器，所述波长转换器包括：由一定长度的含有克耳支路的光纤形成的光路，第一光耦合器，用于接收第一光信号并把所述信号分裂成两个分量，使得一个分量围绕光路沿第一方向行进，第二分量围绕光路沿第二方向行进，第二光耦合器，用于接收利用信息进行强度调制的第二光信号，并把所述信号提供给光路，使得第二光信号和第一光信号的第一和第二分量在光路的克耳支路中相互作用，第三和第四光耦合器，用于把在光路中运动的光信号分别耦合到第一和第二输出光路，以及输出耦合器，用于组合第一光信号的两个分量，并产生输出光信号，所述输出光信号具有第一光信号的波长，并利用包含在第二光信号中的信息被进行强度调制。
在第二方面，本发明提供一种波长变换器，包括第一光偏振器，用于接收第一波长的并且已经利用有用的信息进行强度调制的第一光信号，并使第一光信号按照第一S.O.P(偏振状态)偏振；第二光偏振器，用于接收第二波长的第二光信号并按照和所述第一S.O.P不同的第二S.O.P使第二光信号偏振；包括克耳支路的光路；光束组合器，用于组合第一和第二光信号，并向光路提供组合的信号；以及输出偏振器，用于传输所述第二S.O.P。
在另一方面，本发明还提供一种用于从一个光信号向第二个光信号传递信息的方法，包括以下步骤：把第二光信号分裂成沿着两个光路的两部分，在一个公共的光路中把第一信号叠加在两个分量上，耦合从公共光路输出的信号，并组合从公共光路输出的被耦合的两部分，从而获得它们之间的干涉。
按照本发明的另一个方面，提供一种光学电信系统，包括：发送器，用于产生第一波长的利用信息进行强度调制的第一光信号；和所述发送器耦联的在所述第一波长下操作的第一光学链路；在第二波长下操作的第二光学链路；和所述第一与第二光学链路相连的波长变换器，其中所述波长变换器包括：由一定长度的含有克耳支路的光纤形成的光路，第一光耦合器，用于接收第二光信号并把所述信号分裂成两个分量，使得一个分量围绕光路沿第一方向行进，第二分量围绕光路沿第二方向行进，第二光耦合器，用于接收所述第一信号，并把所述信号提供给光路，使得第一光信号和第二光信号的第一和第二分量在光路的克耳支路中相互作用；第三和第四光耦合器，用于把在光路中运动的光信号分别耦合到第一和第二输出光路，以及输出耦合器，用于组合第二光信号的两个分量，并产生输出光信号，所述输出光信号具有第二波长，并利用包含在第一光信号中的信息被进行强度调制；并用于把所述输出光信号耦合到所述第二光学链路。
图1是本发明的光学频率变换器的示意图；
图2是由申请人进行的实验中的第一光学信号和第二光学信号的曲线，用于表示图1的频率变换器的效果；
图3是从本发明的另一个实验得到的结果的曲线；
图4是本发明的第二实施例的示意图；
图5是本发明的第三实施例的示意图；
图6是本发明的第四实施例的示意图；
图7是本发明的第五实施例的示意图；
图8是本发明的第六实施例的示意图。
下面参照附图说明本发明。图1表示波长变换器的结构。由光源242产生的波长为λ探测的第一CW光束(此处被称为“探测光束”)被输入到第一耦合器200。所述耦合器200位于共用一个公共非线性光路205的干涉仪分支201、202的输入端，所述非线性光路被称为“克耳支路”，其长度为L。长度L可以根据系统设计的需要进行选择，其中将使用下面要说明的变换器。耦合器200在引向克耳支路的两个路径201、202之间分配探测光束。光路径201，202例如是光纤或光波导。由光源243产生的波长为λ驱动的第二光束(此处被称为“驱动”光束)通过光路244被提供给光学放大器206例如EDFA(掺铒光纤放大器)，并通过光纤207、偏振控制器241和第二耦合器208被耦合进入克耳支路。驱动光束的强度被用调制频率fm进行调制。驱动光束的调制最好以数字方式进行。光路244可以是光纤、电信线路或者光学网络中的光路。
在图1所示的实验设备中使用3dB的耦合器208。可以使用不相等的耦合比的耦合器代替，例如使用90/10的耦合器，以便节省驱动功率并相应地增加克耳支路的非线性效果。
可以使用波长无关的耦合器或者具有有限的波长相关的耦合器作为耦合器208，从而使得能够使用可调谐的光源作为探测信号或驱动信号或者作为探测信号和驱动信号，而不需要控制耦合器的调谐。
二色耦合器例如熔融光纤WDM耦合器，或基于干涉滤光器的耦合器，或光纤布拉格光栅都可以用作耦合器208以便达到较高的耦合比，虽然以更有限的可调能力为代价。当最终的对于λ探测和λ驱动的可调能力满足系统要求时，并且如果λ探测和λ驱动距离不太近时，最好使用二色耦合器，使得所述耦合器对它们更有效地进行耦合。
也可以使用一种可调波长的选择耦合器用作耦合器208，以便实现高的耦合率和整个波长变换器的高的可调性。一种声光波长选择开关便是一个例子。
由耦合器200分裂的探测光束的一部分通过克耳支路205和被放大的驱动光束同时传播，而探测光束的其余部分相对于驱动光束以相反的方向传播。放大的驱动光束以相应于探测信号的一部分的方向传播，并和探测信号的其它部分的传播方向相反。通过连接在耦合器208之前的偏振控制器240使同向传播的探测光束的偏振和进入克耳支路的驱动光束的偏振相等。例如，如果在包括克耳支路的波长变换器的光路中使用偏振维持部件，例如耦合器、光纤或波导，则偏振控制器可以省略。两个探测部分在克耳支路的每侧上的耦合器235、236被分离，分别通过光路203、204，并在干涉耦合器210被混合。光路203、204例如是光纤或光波导。在耦合器210的输出端获得两个探测部分之间的光的干涉。滤光器212位于耦合器236的输出端，用于抑制驱动光束，并阻止其在耦合器210干扰探测分量。
在干涉仪(第一干涉仪路径或臂)中两个探测光束部分的一个行进的光路包括耦合器200，光路201，耦合器235，偏振控制器240，耦合器208，克耳支路205，耦合器236，滤光器212，光路204和耦合器210。其余的探测光束部分通过第二干涉仪路径或臂行进，包括耦合器200，光路202，耦合器236，克耳支路205，耦合器208，偏振控制器240，耦合器235，光路203，和耦合器210。两个干涉仪路径具有包括克耳支路的共同部分。
最好采取特别小心以便获得高的输出吸光比(extinction ratio)，并在干涉耦合器210的输出端获得最大的对比度。这通过均衡在干涉耦合器210中干涉的两个探测光束部分的强度并通过以正交方式操作干涉仪来实现。
两个干涉探测光束部分的相等的强度可以通过使用3dB(50/50)的耦合器作为耦合器200和210来实现。此外，耦合器235、236的分裂比最好彼此相等。或者，可以使用光学循环器作为耦合器235、236，以便节省探测光束功率。更一般地说，最好使两个探测部分沿着第一和第二干涉仪功率具有相等的损耗。例如，一个衰减器可被沿着光路203连接，用于补偿沿着光路204由于滤光器212而造成的损失。此外，对于耦合器也可以选择不等于50/50的分裂/耦合比，以便补偿两个探测部分沿着干涉仪光路受到的不同损失。
为了在干涉耦合器210的输出端获得最大的对比度，最好以90度相移操作干涉仪。例如，通过把光纤204缠绕在压电陶瓷盘213上控制一个干涉仪臂的长度。压电陶瓷盘通过用于借助于发光二极管238检测耦合器210的输出的标准的反馈电路被启动。例如，可以使用积分器电路237作为反馈电路。也可以同样地使用其它已知的方式控制干涉仪臂的长度，以便以90度相移操作干涉仪。
在光束沿着“克耳支路”传播时，强度为I(t)的放大的驱动信号通过克耳效应改变由探测光束看到的光纤的折射率，因而产生正比于L和I(t)的相移。正如P，Boffi et al.，“Analysis of the KerrPhase-Shift Induced by Optically Amplified TransmissionSignals”，Optics Communications，vol.129，1 August 1996，pp.152-60所讨论的，当驱动光束和探测光束共同传播时，相移重复驱动光束的时间行为。不过，本申请人观察到，当驱动和探测光束反向传播时，相移基本上是恒定的。在下面讨论的例子的情况下，并且当驱动光束的调制周期1/fm大大小于驱动光束在克耳支路205中的行进时间时，上述现象的确是真实的。最好调制周期小于驱动光束和克耳支路中的行进时间的1/10。如果克耳支路具有10km的长度，则调制频率必须大大高于大约20kHZ，并且最好大于200kHZ。要在光学通信系统中传输的信号通常具有高得多的调制频率，例如对于数字信号其范围为几个Gbit/sec，使得上述较低的限制不会引起严重的缺点。在输出耦合器210的驱动光束和探测光束的干涉产生一个探测光束，该光束是利用以前包含在强度调制的驱动信号中的信息进行强度调制的光束。大体上，驱动信号被送入光纤，在所述光纤中，探测光束已经被分裂并正在沿着相同方向和相反方向传播。同向传播的探测光束的相位调制随后精确地复制驱动光束的强度调制，同时在反向传播的探测光束中引入由于平均的克耳效应而引起的基本上恒定的相移。最好在最大对比度的条件下使两个相位调制的探测部分干涉。借助于利用这个效果，可以获得从驱动信号向探测信号的波长变换，其中使用一种干涉仪，所述干涉仪的臂共用一个非线性光路(“克耳支路”)，例如在其中发生克耳效应的光纤线圈。此外，可以借助于独立地控制不被两个臂共用的光干涉仪光路的长度、损失等，获得干涉仪输出的最大的对比度。
这在图2中进行说明，其中上部的轨迹表示在图1所示的波长变换器中使用的驱动光束。从以λ驱动=1540nm操作的AT&T半导体激光器产生调制的驱动光束。所述激光器以fm=50MHz被直接调制。输入探测光束利用New Focus的可调的外部空腔激光器产生。第二轨迹表示在波长变换器的输出端以λ探测=1530nm操作的强度调制的探测光束。因而，在操作时，第一波长的强度调制的驱动信号和第二波长的同向与反向传播的探测信号在克耳支路205中混合。同向传播的探测信号成为利用包含在强度调制的驱动信号中的信息进行相位调制的信号。在输出耦合器210，相位调制的同向传播的探测信号和反向传播的探测信号相结合，其中反向传播的探测信号具有由于克耳支路205而产生的相移，并且产生第二波长的强度调制的信号。结果，感兴趣的信息被从1540nm的信号变换到1530nm的信号。
本申请人观察到该装置在操作时不需要在克耳支路205中反向传播的探测光束部分在进入克耳支路时具有相等的强度。例如，在所述的实验设备中，同向传播的探测光束部分在进入克耳支路之前被3dB的耦合器208衰减，反向传播的探测光束部分在克耳支路的输出被衰减。因而，耦合器208的不对称的位置不会影响该装置的操作，只要如上所述每个探测光束部分沿着两个干涉仪臂的衰减相同。
用于产生图2所示的轨迹的实验设备如下。探测光束为1530nm，而驱动光束是1540nm。驱动光束以17dBm的EDFA饱和功率被放大。所有耦合器都是3dB。所有的光纤在操作波长下是单形态的(monomodal)。克耳支路包括8km的散射移位(DS(dispersionshifted))光纤。在实验中，总的相移大约为π/3，给定的DS滤光器的非线性折射率和吸收系数分别是2.3 10-20m2/W和0.025dB/km。总的相移的较大的值，例如高达π，可以通过正确地选择驱动光束的强度、克耳支路的长度与/或其非线性系数来实现。
不需要选择用于克耳支路的DS滤光器，任何其它的非线性介质例如光纤或平面波导都可使用，需要不同长度的克耳支路用来实现所需的非线性效果。
由于分散作用，探测信号和驱动信号在克耳支路中以不同的速度行进。为了使它们之间的非线性相互作用最大，在经克耳支路传播之后探测信号和驱动信号之间的相对延迟最好小于调制周期1/fm。
较佳的最大长度的值可以由本领域技术人员根据每个实际情况考虑在克耳支路中的分散的实际值进行确定。
干涉仪臂的光路长度的差应当在探测信号的相干长度之内。
在实验设备中的输入的探测光束源的相干长度在一米的范围之内，因而，实际上上述条件容易被满足。不过，即使对于相干长度低得多的(在几厘米的范围内或者更小)探测光束源，通过合适地切割用于光路201-204的光纤，所述条件也容易被满足。
滤光器212是具有3nm FWHM的可调Fabry Perot滤光器，其被调整以便通过探测信号的波长。这个标准也不是必须的，也可以使用具有不同FWHM的另一种滤光器，只要其可以分离探测光束和驱动光束。例如可以使用光纤光栅(fiber grating)、干涉滤光器或可调滤光器。
通过相应地选择产生探测光束的光源的输出功率，按照要使用本发明的装置的光学通信系统或光学网络，本领域技术人员能够选择波长变换器的输出探测光束的强度。在上述的实验设备中，装置对于探测光束的总损耗大约为10dB。例如通过选择装置中的特定元件，例如通过使用二色耦合器作为耦合器208，或者通过光循环器作为耦合器235、236，有望达到更低的损耗。此外，通过增加探测光束光源的功率与/或通过减少波长变换器的损耗，通过利用EDFA对输入探测光束或强度调制的输出探测光束进行光学放大，可以增加输出探测光束的强度。
本申请人注意到，装置的操作不需要选择驱动光束波长的特定的值。唯一应当满足的条件是在装置的输入端得到足够功率的驱动信号(这可能需要工作在驱动光束波长下的合适的光学放大器)，以及如上所述的具有足够的分散特性的用作克耳支路的非线性介质。因而，驱动光束波长和探测光束的波长可以处于不同的光谱范围。例如，驱动光束可以具有在第二电信窗口中的波长(1300nm周围的范围)，而探测光束处于第三电信窗口内(1550nm周围的范围)，并且反之亦然。
在利用前述的实验设备进行的一系列不同的实验中，探测光束波长λ探测在从1526nm到1537nm以及从1543nm到1560nm的波长范围内被调整(由于从用于分离探测光束和驱动光束的Fabry Perot滤波器212可得到的分辨率，在λ驱动=1540nm的每一侧上保留一个保护频带)。在每个测试的λ探侧，观察到驱动光束调制向探测光束的转换。
图3说明用上述的系统进行的另一个实验，和其结果如图2所示的实验的不同如下。对于图3的实验，使用的驱动光束具有1558nm的波长，探测光束具有1551nm的波长。驱动光束源是Mitsubishi的1558nm的DFB激光二极管。驱动光束在被输入到变换器之前利用EDFA 206被放大到17dBm。探测光束源是Fujitsu的1551 DFB激光二极管。驱动光束由相应于二进制序列1010101000的实验非回零图形以3Gbit/s的速率被调制，所述图形在输出探测光束的强度中被复现。如图3所示，本发明可以通过操作改变以3Gbit/s的速率被调制的信号的波长。由于克耳效应特性，本发明人相信，本发明可以用于至少直到1Terabit/s的调制频率。
本发明的波长变换器对于调制光束(201，204)和参考光束(202，203)具有分开的光路，还具有对于参考光束和调制光束两者共用的光路(包括克耳支路205)。在该装置的一个实际的实施例中，光路201-204的长度比克耳支路的长度小得多。
上述的波长变换器和公知的Mach Zehnder的其中参考光束和调制光束在物理上具有不同的光路的配置相比，本发明所提出的结构是一种改进的结构，因为参考光束和调制光束基本上共用同一个光路进行反向传播。因而这种变换器例如对来自声源和环境的普通方式噪声尤其敏感。这种类型的噪声主要产生在克耳支路中，这是由于克耳支路的较大的长度所致，因而这是现有技术存在的问题之一，其对参考光束和调制光束的影响相同，并且由于两个光束的干涉而在输出端被抑制。通过利用例如合适的平面光波导技术，全部或部分地把光路201-204、耦合器/分离器、偏振控制器、滤光器和光路长度控制元件集成在一个底板上，可以实现更大的改进，较大地减少对环境噪声和声音噪声的灵敏度。
上述的并将在下面还要说明的本发明还具有和波长无关的优点(或者容易调整，取决于耦合器208和滤光器212的选择，如上所述)。其工作波长取决于输入信号的波长，这和常规变换器相反。换句话说，通过正确地选择驱动信号和探测信号的波长，可以使用同一个变换器结构在不同的波长下工作。这在光纤通信领域中是一个很大的优点。
本发明的波长变换器的第二实施例如图4所示，其中和图1相同的元件用相同的标号表示。因为输入的探测光束分离(通过3dB的耦合器)而成的两个光束沿着“克耳支路”的传播，两个光束经历由放大的调制驱动信号引入的相移。同向传播的相位及时地复现要被转换的驱动信号的强度，而反向传播的相位基本上保持恒定。
在本实施例中，对探测光束的同向传播部分在和反向传播的探测光束结合因而经受其干涉影响之前进行相位光学处理，其相位在输出耦合器210作为参考。对参考相位(反向传播相位)可以进行相同的或不同的处理。在把变换的光束提供给输出耦合器210之前对其在相域内(尚未进行强度调制)进行的相位处理包括调制光束的相位或者用其它方法改变其相位的任何光学处理，例如通过电子光学调制器、通过全息光栅或者通过由于光控的非线性介质而引起的延迟进行处理。这些处理步骤由处理单元310和320进行一般性的表示。
图5表示本发明的另一个实施例。在本实施例中，两个偏振控制器400、410和两个偏振器420、430被这样转动，使得驱动光束和探测光束具有形成45度角的线性偏振状态。通过二色反射镜440，探测信号和驱动信号被耦合进入克耳支路205。二色反射镜440透射λ驱动，反射λ探测。泵信号和驱动信号在进入克耳支路之前和进入二色反射镜之后，通过半波片450，其功能是转动两个光束的偏振状态，使得驱动光束的偏振可以和光纤的一个双折射轴匹配。引入双折射是因为在克耳支路205中的光纤线圈的缘故。
实际上，线圈状光纤的双折射δβ/β大约小于3.7×10-5，最好小于1.5×10-6，这是本领域技术人员公知的，例如可以参见“Single-modefiber optics”，by L.B.Jeunhomme，Marcel Dekker Inc.，1990，pp.74-75。
最好使用线圈状的DS光纤作为克耳支路205。
在克耳支路205的输入端，可以看作好象具有3个光束的情况：具有给定的偏振状态的驱动光束，具有和驱动光束的偏振平行的偏振的半个探测光束，具有和驱动光束的偏振正交的偏振的其余半个探测光束。
两个半个探测光束和进入克耳支路205的驱动光束一起传播，因而经历由于克耳效应而产生的非线性相移。这相移及时地复现驱动信号的强度调制，然而由于它们的不同的偏振状态，这个相移的值和其它两个探测光束不同，其比具有和驱动光束的偏振平行的偏振的探测光束的相移大3倍。
为了在干涉仪的端部获得干涉，两个探测光束必须再次结合。这通过输出偏振器460实现，其偏振轴的取向和偏振器430的相同，因而和两个探测光束的偏振成45度角。当两个探测信号在结合时，便获得干扰，并把相位调制转换为强度调制。使用滤光器470例如一种干涉滤光器在驱动光束和探测光束进入输出偏振器460之前分离驱动光束和探测光束使得只有探测光束被输出。
本发明的另一个实施例如图6所示，本实施例的区别仅仅在于驱动光束和探测光束进入非线性介质的方式。使用偏振保持耦合器500耦合两个信号，同时保持其偏振状态。这个耦合器保持两个光束(其间成45度角)的初始的恒定的偏振状态。这种结构的优点在于，两个光束容易对准从而进入克耳支路(因为它们具有相同的截面，并且在相同条件下由同一个光纤输出，同时在半波片450的输入端被最佳地叠加)。
图7表示本发明的另一个实施例。两个光束(具有确定的偏振状态的探测光束和驱动光束)在从偏振保持耦合器500输出之后，不从光纤输出，而通过合适长度和合适的弯曲半径的光纤环路600，其功能和半波片450的功能相同。这种结构不需要光束从光纤输出，因而降低了损耗。
图8说明可以应用于图5-7所示的任何一个实施例的用于稳定干涉仪工作点的一种方法。探测光束沿着相应于和驱动光束的偏振状态平行与垂直的两个不同的偏振状态的独立的光路通过偏振光束分裂器700被分裂。这提供了通过利用压电致动的反射镜710和第二反射镜720改变两个偏振之一的光路从而改变干涉仪的工作点的可能。因而，利用参照图1所述的那种类型的标准的反馈电路，干涉仪可以在90度相移下工作。

Claims (15)

1．一种用于把信息从一个波长的第一信号传递给第二波长的第二信号的波长转换器，所述波长转换器包括：
由一定长度的含有克耳支路的光纤形成的光路；
第一光耦合器，用于接收第一光信号并把所述信号分裂成两个分量，使得一个分量围绕光路沿第一方向行进，第二分量围绕光路沿第二方向行进；
第二光耦合器，用于接收利用信息进行强度调制的第二光信号，并把所述信号提供给光路，使得第二光信号和第一光信号的第一和第二分量在光路的克耳支路中相互作用；
第三和第四光耦合器，用于把在光路中运动的光信号分别耦合到第一和第二输出光路，以及
输出耦合器，用于组合第一光信号的两个分量，并产生输出光信号，所述输出光信号具有第一光信号的波长，并利用包含在第二光信号中的信息被进行强度调制。
2．如权利要求1所述的波长变换器，其中还包括反馈电路，用于调整所述第一或第二光路之一的长度，使得在输出耦合器中第一光信号的第一与第二分量之间的干涉最大。
3．如权利要求1所述的波长变换器，其中第一光信号的至少一个分量被位于输出耦合器之前的相位处理单元进行相位处理。
4．如权利要求1所述的波长变换器，其中还包括设置在输出耦合器之前的用于过滤第二光信号的滤光器。
5．一种波长变换器，包括：
第一光偏振器，用于接收第一波长的并且已经利用有用的信息进行强度调制的第一光信号，并使第一光信号按照第一S.O.P(偏振状态)偏振；
第二光偏振器，用于接收第二波长的第二光信号并按照和所述第一S.O.P不同的第二S.O.P使第二光信号偏振；
包括含有绕成线圈的光纤的克耳支路的光路，由于克耳支路中的光纤线圈而引入双折射；
光束组合器，用于组合第一和第二光信号，并向光路提供组合的信号；以及
输出偏振器，用于传输所述第二S.O.P。
6．如权利要求5所述的波长变换器，其中所述光束组合器是一种偏振保持耦合器。
7．如权利要求5所述的波长变换器，其中光束组合器是一种二色反射镜。
8．一种用于从第一光束向第二光束传递信息的方法，包括以下步骤：
把第二光束分裂成两部分，使所述两部分通过含有克耳支路的光路沿不同的方向行进；
使第一光束通过含有克耳支路的光路行进；
耦合从光路输出的第二光束的两部分；以及
组合第二光束的两部分，从而产生它们之间的干涉。
9．如权利要求8所述的方法，其中所述不同方向是通过光路传播的相反方向。
10．如权利要求8所述的方法，其中所述不同方向是光在所述光路中的偏振方向。
11．如权利要求8所述的方法，还包括在光路的输出端过滤第一光束的步骤。
12．一种光学电信系统，包括：
发送器，用于产生第一波长的利用信息进行强度调制的第一光信号；
和所述发送器耦联的在所述第一波长下操作的第一光学链路；
在第二波长下操作的第二光学链路；
和所述第一与第二光学链路相连的波长变换器，其中所述波长变换器包括：
由一定长度的含有克耳支路的光纤形成的光路；
第一光耦合器，用于接收第二波长的第二光信号并把所述信号分裂成两个分量，使得一个分量围绕光路沿第一方向行进，第二分量围绕光路沿第二方向行进；
第二光耦合器，用于接收所述第一信号，并把所述信号提供给光路，使得第一光信号和第二光信号的第一和第二分量在光路的克耳支路中相互作用；
第三和第四光耦合器，用于把在光路中运动的光信号分别耦合到第一和第二输出光路，以及
输出耦合器，用于组合第二光信号的两个分量，并产生输出光信号，所述输出光信号具有第二波长，并利用包含在第一光信号中的信息被进行强度调制，并用于把所述输出光信号耦合到所述第二光学链路。
13．一种波长变换器，包括：
第一光偏振器，用于接收第一波长的并且已经利用有用的信息进行过强度调制的第一光信号，并使第一光信号按照第一S.O.P(偏振状态)偏振；
第二光偏振器，用于接收第二波长的第二光信号并按照和所述第一S.O.P不同的第二S.O.P使第二光信号偏振；
包括含有绕成线圈的光纤的克耳支路的光路，所述绕成线圈的光纤的双折射率小于3.7×10-5；
光束组合器，用于组合第一和第二光信号，并向光路提供组合的信号；以及
输出偏振器，用于传输所述第二S.O.P。
14．如权利要求13所述的波长变换器，其中绕成线圈的光纤的双折射率小于1.5×10-6。
15．如权利要求13所述的波长变换器，其中所述绕成线圈的光纤是DS光纤。
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