CN202034984U - 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置 - Google Patents

基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN202034984U
CN202034984U CN2010206373116U CN201020637311U CN202034984U CN 202034984 U CN202034984 U CN 202034984U CN 2010206373116 U CN2010206373116 U CN 2010206373116U CN 201020637311 U CN201020637311 U CN 201020637311U CN 202034984 U CN202034984 U CN 202034984U
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
fiber bragg
coherent source
bragg raster
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2010206373116U
Other languages
English (en)
Inventor
张爱玲
孙辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University of Technology
Original Assignee
Tianjin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Technology filed Critical Tianjin University of Technology
Priority to CN2010206373116U priority Critical patent/CN202034984U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202034984U publication Critical patent/CN202034984U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置。所述装置由相干光源和控制部分构成，控制部分由环形器和光纤Bragg光栅阵列(由一组光纤Bragg光栅及偏振控制器和光纤拉伸器串接而成)构成。本实用新型基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源。其中光纤Bragg光栅的一个显著特点是具有窄带滤波特性。光波是否被光纤Bragg光栅反射取决于光波的波长相对于该光栅中心波长的位置。如果光波的波长与光栅的中心波长重合，光波会被反射；反之光波会通过光栅。利用光栅的这一特性可以获得所需求的反射幅度，即实现了对光波幅度的控制。另外通过光栅之间的光纤拉伸器可实现相位的控制。其次在光源方面选择相干光源，这样可以保证光波相位的稳定性要求。

Description

基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置
技术领域
本实用新型涉及全光任意波形的产生装置，特别是基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形的产生装置及工作原理。
背景技术
近年来，全光任意波形产生作为一项非常新颖的技术，在很多方面得到广泛的应用。如在光码分多址系统的编码过程中，利用全光任意波形产生技术对脉冲频域的幅度，相位进行控制，可以得到低强度、类似噪声的编码信号；另外全光任意波形产生技术的原理还可推广到微波光子滤波器中，通过对相位的控制实现对微波信号的滤波。
到目前为止，已经有多种方法用来实现全光任意波形产生。原理上一般是对信号频谱进行整形处理，通过选取特定波长及对该波长光波的幅度、相位进行控制得到任意波形。早期由于脉冲整形设备分辨率的原因，人们对锁模激光器产生的梳状谱进行整形时，采用的方法是组谱线的处理方式：将谱线分成几组，每组由N(≥2)根谱线组成，然后控制组谱线的幅度和相位。这种方法对光梳频率的绝对位置不敏感导致产生的时域波形不精确且占空比低。随着技术的发展整形设备的分辨率已达到了要求，可以实现谱线“逐行”处理，即对每一根谱线(N＝1)的幅度和相位分别进行控制，按照傅里叶变换原则可以得到我们所需求的脉冲信号。当前大部分实验研究工作都是基于光谱的“逐行”整形的方法来产生任意脉冲信号，如利用衍射光栅在空间域分离光脉冲的波长成分，然后用空间光幅度和相位调制器对其调制，得到所需求的输出脉冲信号，但其结构比较复杂，损耗也较大；利用取样光纤光栅技术对光脉冲的波长成分进行选取，同时改变幅度和相位可以得到某一特定波形的输出，但不能得到任意光脉冲的输出；也可以利用分接延迟线滤波器实现全光任意波形产生，缺点在于受到抽头数和抽头处相位波动的影响。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置。本实用新型使用相干光源作为初始的输入光源，利用光纤Bragg光栅阵列以及光栅之间的光纤拉伸器作为对输入相干光源的波长、幅度、相位的控制部分，通过对相干光源的频谱整形得到全光任意波形的输出，是一种结构简单，易于实现的脉冲波形产生装置。
本实用新型提供的基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置，由相干光源和控制部分构成(见图1)，相干光源与控制部分直接相连，利用相干光源作为输入光源，利用控制部分对相干光源的波长、幅度及相位进行控制，由控制部分的输出端输出全光任意波形。
所述的相干光源是指具有不同波长成分的相干光源，由以下方式之一获得：
方式一：利用光纤中的四波混频产生梳状谱的相干光源；
方式二：利用电光调制器对单波长光源进行调制产生梳状谱线的相干光源；
方式三：利用梳状滤波器对超连续谱光源滤波获得梳状谱线的相干光源。
所述的控制部分由环形器和光纤Bragg光栅阵列构成(见图2)；光纤Bragg光栅阵列由一组反射波长不同的光纤Bragg光栅串接而成，相邻两光栅之间各串接一个偏振控制器(PC)和一个光纤拉伸器(FS)；相干光源由环形器的第一端口进入控制部分，环形器的第二端口与光纤Bragg光栅阵列相连，产生的全光任意波形由环形器的第三端口输出；所述的控制部分对输入相干光源的波长、幅度、相位进行控制；相干光源波长的控制由光纤Bragg光栅中心波长的选择性反射来实现，幅度的控制由光纤Bragg光栅的反射率来实现，相位的控制由光栅之间的光纤拉伸器来控制；所述的偏振控制器的作用是控制不同波长光波的偏振状态。
本实用新型的优点和积极效果：
本实用新型基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源。其中光纤Bragg光栅的一个显著特点是具有窄带滤波特性。光波是否被光纤Bragg光栅反射取决于光波的波长相对于该光栅中心波长的位置。如果光波的波长与光栅的中心波长重合，光波会被反射；反之光波会通过光栅。利用光栅的这一特性可以获得所需求的反射幅度，即实现了对光波幅度的控制。另外通过光栅之间的光纤拉伸器可实现相位的控制。其次在光源方面选择相干光源，这样可以保证光波相位的稳定性要求。
附图说明
图1为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置的框图。
图2为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置中控制器的结构示意图。4为环形器，5为光纤Bragg光栅阵列。
图3为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置实施例1的结构图。6、7为激光器，波长分别为1550nm和1549.6nm；8为3dB耦合器；9为非线性光纤。
图4为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置实施例2的结构示意图。
图5为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置实施例3的结构示意图。
图6、图7为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置实施例1的工作效果图，即产生的重复频率为50GHz的高斯脉冲序列。
图8为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置实施例2的工作效果图，即产生的重复频率为10GHz的三角脉冲脉冲序列。
图9为本实用新型所涉及的基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形产生装置实施例3的工作效果图，即产生的重复频率为50GHz的矩形脉冲序列。
具体实施方式
本实用新型基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源产生全光任意波形。它以相干光源作为初始的输入光源，以光纤Bragg光栅以及光纤拉伸器构成对输入相干光源的波长、幅度、相位的控制部分，通过对相干光源的频谱整形得到全光任意波形的输出。
如图1所示，本实用新型所述的基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置，由相干光源和控制部分构成，相干光源与控制部分直接相连，利用相干光源作为输入光源，利用控制部分对相干光源进行频谱逐行整形，由控制部分的输出端输出全光任意波形。
所述的控制部分由环形器和光纤Bragg光栅阵列构成(见图2)；光纤Bragg光栅阵列由一组反射波长不同的光纤Bragg光栅串接而成，相邻两光栅之间各串接一个偏振控制器(PC)和一个光纤拉伸器(FS)；相干光源由环形器的第一端口1进入控制部分，环形器的第二端口2与控制部分主体光纤Bragg光栅阵列相连，产生的全光任意波形由第三端口3输出。本实用新型提供的具体结构及实例如下。
实施例1
参阅图3，采用耦合器耦合两个不同波长的激光器，然后利用光纤中的非线性效应获得四波混频的相干光源，选择激光器的频率间隔为50GHz对应波长间隔Δλ1为0.4nm。获得的四波混频相干光源进入控制部分完成相干光源的频谱整形，由环形器3端口输出任意光脉冲。采用光栅Bragg光栅阵列的中心波长依次为1549.2nm、1549.6nm、1550nm、1550.4nm、1550.8nm；控制光栅之间的光纤拉伸器产生π/2的相位延迟，则光栅中心波长所对应的光波之间的相位差均为π。在环形器3端口可以获得重复频率为50GHz的光脉冲序列。若选择光栅阵列的反射率依次为15％、25％、95％、38％、10％时，输出的光脉冲序列如图6所示；若选择光栅阵列的反射率依次为15％、25％、95％、48％、10％；输出的光脉冲序列如图7所示。
实施例2
参阅图4，利用电光调制器对中心波长为1550nm的连续波激光器进行调制。采用调制器的调制频率为10GHz，则对应的光栅阵列的波长间隔Δλ2为0.08nm。选取光纤Bragg光栅阵列的中心波长依次为1549.84nm、1549.92nm、1550nm、1550.08nm、1550.16nm；对应光栅反射率依次为7％、25％、95％、80％、10％；调节光栅之间的光纤拉伸器产生的相位延迟依次为π、π、π、π/2。则在环形器3端口获得重复频率为10GHz的三角波脉冲序列，如图8所示。
实施例3
参阅图5，超连续谱光源包含了丰富的频率成分，可以自由的选择光纤Bragg阵列中各光栅的中心波长并确定其波长间隔。采用的光栅Bragg光栅阵列的波长间隔Δλ3为0.4nm，光栅阵列的中心波长依次为1549.2nm、1549.6nm、1550nm、1550.4nm、1550.8nm；对应光栅反射率依次为7％、49.5％、95％、60％、31％；调节光栅之间的光纤拉伸器产生的相位延迟依次为π、π、π、π/2。在环形器3端口获得重复频率为50GHz的矩形脉冲序列，如图9所示。
综合上述三个实施例，如实施例1中选择不同的反射率，可以改善输出脉冲波形的效果；如实施例1、实施例2中选择不同的波长相位输出的脉冲波形是不同的；如实施例2、实施例3选择不同的光栅中心波长间隔所产生的脉冲波形的重复频率是不同的。
总结，本方案利用光纤Bragg光栅的滤波特性和相干光源频率的稳定性，实现了基于光纤Bragg光栅阵列和相干光源的全光任意波形的产生装置及工作方法，且结构简单、成本低，易于推广。

Claims (6)

1.一种基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置，其特征在于该装置由相干光源和控制部分构成，相干光源与控制部分直接相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的相干光源是指具有不同波长成分的相干光源。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的相干光源由光纤中的四波混频产生梳状谱线光源。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的相干光源由电光调制器对单波长光源进行调制产生梳状谱线光源。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的相干光源由梳状滤波器对超连续谱光源滤波获得梳状谱线光源。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的控制部分由环形器和光纤Bragg光栅阵列构成，环形器的第二端口与光纤Bragg光栅阵列相连；光纤Bragg光栅阵列由一组反射波长不同的光纤Bragg光栅串接而成，相邻两光栅之间各串接一个偏振控制器和一个光纤拉伸器；相干光源由环形器的第一端口进入控制部分，产生的全光任意波形由环形器第三端口输出；所述的控制部分对输入相干光源的波长、幅度、相位进行控制；相干光源波长的控制由光纤Bragg光栅中心波长选择性反射来实现，幅度的控制由光纤Bragg光栅的反射率来实现，相位的控制由光栅之间的光纤拉伸器来控制；所述的偏振控制器的作用是控制不同波长光波的偏振状态。 
CN2010206373116U 2010-12-01 2010-12-01 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置 Expired - Lifetime CN202034984U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010206373116U CN202034984U (zh) 2010-12-01 2010-12-01 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010206373116U CN202034984U (zh) 2010-12-01 2010-12-01 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202034984U true CN202034984U (zh) 2011-11-09

Family

ID=44897267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010206373116U Expired - Lifetime CN202034984U (zh) 2010-12-01 2010-12-01 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202034984U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116992A (zh) * 2010-12-01 2011-07-06 天津理工大学 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置及产生方法
CN104734783A (zh) * 2015-04-13 2015-06-24 天津理工大学 一种任意波形光脉冲发生器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116992A (zh) * 2010-12-01 2011-07-06 天津理工大学 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置及产生方法
CN102116992B (zh) * 2010-12-01 2013-02-13 天津理工大学 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置及产生方法
CN104734783A (zh) * 2015-04-13 2015-06-24 天津理工大学 一种任意波形光脉冲发生器
CN104734783B (zh) * 2015-04-13 2017-08-15 天津理工大学 一种任意波形光脉冲发生器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102116992B (zh) 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置及产生方法
Chen et al. Ultrashort pulse reflection from fiber gratings: A numerical investigation
Azaña et al. Synthesis of temporal optical waveforms by fiber Bragg gratings: a new approach based on space-to-frequency-to-time mapping
CN103246017B (zh) 基于光纤光栅阵列和光纤延迟线的光脉冲整形器及整形方法
Ashrafi et al. Ultrafast optical arbitrary-order differentiators based on apodized long-period gratings
CN102707437B (zh) 基于双阵列光纤光栅的光脉冲整形器及其工作方法
CN204190774U (zh) 一种基于四倍射频调制的光学三角形脉冲发生器
CN202034984U (zh) 基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置
Berger et al. Compression of periodic optical pulses using temporal fractional Talbot effect
JP4929451B2 (ja) 所望の波形をもつ光パルス信号または電気パルス信号を生成する方法および装置
CN102707541B (zh) 基于三阵列光纤光栅的光脉冲整形器及其工作方法
CN102566196A (zh) 光学时域微分器及其制备方法
CN102692715A (zh) 基于多相移多波长光纤光栅的光脉冲整形器及其工作方法
Gatti et al. Temporal differentiators based on highly-structured fibre Bragg gratings
Primerov et al. All-optical calculus based on dynamic Brillouin grating reflectors in optical fibers
CN104901653A (zh) 一种产生高重频亚纳秒脉宽的任意时域波形发生器
Azaña et al. Study of optical pulses-fiber gratings interaction by means of joint time-frequency signal representations
Kim et al. High-speed optical pulse train generation by line-by-line spectral intensity and phase coding
Fernández-Ruiz et al. Ultra-fast all-optical Nth-order Differentiators based on transmission fiber Bragg gratings
Fernández-Ruiz et al. Pico-second flat-top pulse-shaper based on a linearly-chirped fiber Bragg grating in Transmission
Fernández-Ruiz et al. Design of picosecond flat-top optical pulse generator using a linearly-chirped fiber Bragg grating in transmission
CN101290457A (zh) 全光模数转换器2amsx并行量化编码方法
CN101281340A (zh) 全光模数转换器namsx并行量化编码方法
Rohrmann et al. Experimental observation of three-soliton molecules in dispersion-managed fibers
Song et al. Reconfigurable Microwave Photonic System for Linearly Chirped Microwave Waveform Generation and Pulse Compression

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20111109

Effective date of abandoning: 20130306

RGAV Abandon patent right to avoid regrant