TW401521B - Nonlinear optical loop mirror with adiabatic pulse compression - Google Patents

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401521 A7 . 、 _____B7_ 五、發明説明（丨） 2 經满部中央標準局男工消费合作社印製 發明領域： 脈沖狹窄化技術與非線性光學迴路反射鏡結合以提昇 光學脈沖之管理。 發明背景： Sagnac干涉儀光纖形式之非線性光學迴路反射鏡（ N〇pis)能夠在^學系統中實現不同功能，其包含多工以及 解多工，開關，放大，邏輯運算，脈沖成形，濾波，以及訊號再 生。處理速度非常地快速，產生傳送位元速率接近每秒1〇ι〇 位元之速度。 通過非線性光學迴路反射鏡之脈沖路徑藉由干涉機制 而加以控制。二對二之雙向耦合器將數據(訊號)脈沖鏈分 成兩個脈沖序列，反向彳專播繞著共同光纖迴路。藉由光纖非 線性光學定律(Kerr效應）内強度產生之相位調制將改變成 對反向傳播脈沖之相對相位。由於回到雙向耦合器，再合 併脈沖依據其干涉特性切換於耦合器輸入及輸出之間。建 設性干涉脈沖向後反射通過麵合器之輸入端以及破壞性 干涉脈沖傳送通過耦合器之輸出端。 通常雙向耦合器為3b耦合器，將輸入脈沖強度平均地 分配於反向傳播之間。假如由光纖迴路呈現出之光學特性 在兩個傳播方向中為對稱的，折回脈沖為建蜂隹干涉以及 反射通過耦合器輸入端。產生教辨俾將使 折固脈沖產生破壞性干涉以及經由耦合器輸出端傳送出。 其他相位偏移將獨立脈沖強度依據其相對建設性及破壞性 干涉程度分配於耗合器輸入及輸出端之間。 本紙張尺度適用中國阀家樣準（CNS ) Λ4規格（2丨0 X 297公筇） ---------裝--，---„--訂----------線 (請先閲讀背面之注意亨項再本页) . 401521 A7 137 五、發明説明（；z ) 經滴部中央標準局员工消贤合作社印製 非對稱性能夠排列成相等地影響所有數據脈沖或對所 選擇數據脈沖例如對具有特定特性之數據脈沖，對特定樣 式數據脈沖，或甚至對各別數據脈沖具有差分之效應。本 公司之美國第5655039號專利在此加入作為參考之用，該專 利利甩逐漸變化光纖製造出非線性光學迴路反射鏡之環路 以對具有不同堯度或強度之數據脈沖產生差分效應。各別 數據脈沖或數據脈沖之樣式能夠藉由使用特別時間（定時） 脈沖差分地改變，其將限制非對稱性效應在所選擇數據脈 沖重疊之週期内。 在優先操作模式中，控制脈沖正好啟始於所選擇數據 脈沖預期位置之前或之後以及在相反位置處終止。在兩個 位置間，控制脈沖與所選擇數據脈沖重疊充份之週期以及 具有充份強度以沿著整個所選擇之數據脈沖產生冗相位偏 移。相位偏移在存在控制脈沖情況下由光纖迴路有效折射 率暫時改變而形成，其強度在光纖非線性光學限制範圍内。 不過，各種對數據脈沖之差分效應將使由預期位置偏 移--該現象稱為"時間起伏”。控制脈沖與所選擇數據脈沖 預期到達間之延遲將減小所選擇數據脈沖之傳送效率，因 為少數所選擇數據脈沖產生所需要之73·相位偏移。傳送效 率之時間起伏能夠藉由啟始控制脈沖遠在所選擇數據脈沖 之後以及終止控制脈沖遠在所選擇數據脈沖之前而加以減 小（即提高所謂"運行距離"）。不過，提高運行距離（當其接 近位元週期)將會導致提高由於相鄰無意傳送脈沖所產生 之串音。 本紙张尺度適用中阈阀家標準（CNS ) Λ4規格（2丨Ο X 297公斯） r — .. -f ^ 1---;--訂---„---線 (請先閲讀背而之注意事項再3本頁) - . 經濟部中央標準局幻工消t合作，社印焚 A7 ____________B7 五、發明説明（3 ) 能夠良好調節時間起伏之方便量測為所謂,,切換窗"， 八寬度界疋為傳送效率曲線最大值一半處之整個寬度為 控制脈沖朗縣紐脈賴補輯之錄。最切換 窗寬度將使調解時間起伏之需求（即傳送數據脈沖間之強、 度變化減為最低)與避免串音之需求（即將未選擇數據脈沖 傳送減為最小)平衡。 切換1¾之形狀對這些目標亦能夠最佳化。切換窗頂部 優先地為平坦的以減小時間起伏限制範圍内之強度變化， 以及側邊優先地為抖峻的（即接近垂直斜率）以減小串音。 理想切換窗之形狀為長方形的。 發明大要： 本發明藉由輸入至迴路之絕熱壓縮脈沖以改善非線性 光學迴路反射鏡(NOLMs)之特性。該脈沖壓縮將切換窗再 成形以減小選擇傳送數據脈沖之強度變化以及與其餘數據 脈沖之串音。控制脈沖以及數據脈沖兩者能夠在進入迴路 前絕熱性地加以壓縮，傳送通過迴路之所選擇數據脈沖在 離開迴流後再加以解壓縮。逐漸變化色散之光纖(DTFs)或 線性調頻布拉格(Bragg)光栅優先地作為壓縮及解壓縮脈 沖0 本發明一項實施例為處理數據脈沖之纖維光學組件。 該組件包含光纖迴路以及雙向耦合器，其連接光纖兩端至 共同輸入及輸出端埠。連接至耦合器輸入之脈沖壓縮器減 小進入光纖缉路數據脈沖之寬度。 光纖迴路連同雙向耦合器能夠構成非線性光學迴路反 -------I-..1¾ ! -----訂卜-----線 (請先閲讀背面之注意事項再wlvr本页) r 本紙張尺度適州中阐囤家標準（CNS ) Λ4現格（2IOX 297公楚) 401521 A7 B7 五、發明説明（牛) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 射鏡。目此雙向耦合器將(a)_序列數據脈沖分成兩序列 反向傳播數據脈沖，（b)將兩序列成對脈沖再合併，以及⑶ 依據再合併脈沖干涉特性糾雙_合贿人及輸出間之 再合併脈沖。進入迴路控制脈沖藉由所謂"交互相調變"之 光學非線性機制改變再合併之干涉特性。 非線性光辜迴路反射鏡接收控制脈沖及數據脈沖以及 依據各別控制以及數據脈沖間之重疊相對大小更進一步傳 送所選擇數據脈沖。切換窗以脈沖傳送效率定義為重疊控. 制以及數據脈沖間相對延遲之函數。脈沖壓縮器至少壓縮 控制及數據脈沖一項使切換窗再成形以減小所選擇脈沖間 之傳送效率變化。 控制及數4泉脈沖能夠經由相同或不同之耦合器進入迴 路。同樣地，單一脈沖壓縮器能夠使用來壓縮控制及數據 脈沖，或能夠使用兩個壓縮器分別地壓縮控制及數據脈沖 。亦能夠使用單一脈沖壓縮器以壓縮控制及數據脈沖之一 項。脈沖解壓縮器能夠使用軸向變化之光纖製造出。優先 地使用色散減小光纖以壓縮脈沖及使用色散增加光纖以解 壓縮脈沖，兩者皆使用自相調變之機制。基於該目的亦能 夠使用線性調頻光纖布拉格光栅。 本發明亦提供作為數據脈沖暫時性之濾波。非線性光 學迴路反射鏡被排列成傳送暫時性頻帶内數據脈沖能量，該 . I 頻帶包圍著數據脈沖所預期之位置以及反射暫時性頻帶外 之數據脈沖皞量。脈沖放大器將所傳送脈沖放大使得較為 微弱脈沖回復至所需要之最小強度，以及脈沖限幅器限制放 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS ) M规格（2丨〇 x 297公釐）7 , --------丨丨l·裝！ (請先閲讀背面之注意事項再^ίτ本頁) 、1Τ 線 4015^1 Α7 Β7 五 、發明説明（$ ) 經濟部中央標準局男工消t合作社印製 大脈沖強度為所需要之最大強度。 附圖簡單說明： 圖1為非線饵光學迴路反射鏡與縮短數據及控制脈沖 寬度之共同脈沖壓縮器結合之示意圖。 圖2為一般切換窗之曲線圖。 圏3為曲線'圓顯示出藉由縮短數據以及控制脈沖之寬 度而改變之切換窗。 圖4為非線性光學迴路反射鏡與縮短數據以及控制脈 沖寬度之分離脈沖壓縮器以及提供暫時性濾波功能以及脈 沖切換功能之其他脈沖形成器結合之示意圖。 圖5為曲線圖，其顯示出呈現暫時性濾波以及選擇功能 之切換窗。附圖數字符號說明： 非線性光學迴路反射鏡10;耦合器12;數據脈沖源 H;光纖迴路16;控制脈沖源18;輸出端埠2〇;輸入端埠 22;切換窗曲線24;脈沖壓縮器26;光學路徑28;改正切 換窗曲線30;解壓縮器32;非線性光學迴路反射鏡40; 耗合器42, 44;光學迴路46;耦合器48;脈沖供應源50, 52;脈沖壓縮器54, 56;切換窗曲線58;輸出端埠60;輸入 端埠62;放大器64;限幅器66;解壓縮器68;控制脈沖 C;數據脈沖D;數據脈沖dc胃，dccw。 詳細說明： 描繪於圖1中非線性光學迴路反射鏡10排列成接收經 由消色性雙向耦合器12之數據脈沖"D”以及控制脈沖"c"。 一__ 本紙張尺度適川中國阀家標準（CNS ) Λ4规格（21〇 χ 297公犛） ---------ί4ι--_--^--訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項#.¾本页) . 經濟部中央榇準局貝工消t合作社印製 4015^1 A7 s-----«7 五、發明説明（6 ) 來自數據脈沖源14之數據脈沖” D"藉由耦合器12分裂成一 對脈沖"Dcw”及"Dcc·"，其具有約略相等強度以相反方向傳 播於共同光纖迴路16。來自控制脈沖源18之控制脈沖"c" 只以順時針方向傳播於光纖迴路16。 數據脈沖來源14及控制脈沖來源18能夠採用已知形式 。在圖1所構思範例中，非線性光學迴路反射鏡10功能為解 多工器’因此控制脈沖"C"優先地由定時器產生，與所選擇 數據脈沖"D"同步以及放大。在迴路1〇内，控制脈沖"c"至 少與一部份順時針方向傳播之數據脈沖"Dc„"重疊。 控制脈沖"C"設計成以些微地不同於數據脈沖"几胃"之 速度傳播，正好啟始於所選擇數據脈沖"Dc/之前或之後以 及在光纖迴路终端處為相反位置終止。控制脈沖"C"強度 以及重疊週期藉由交互相調變機制加以調整在所選擇數據 脈沖”DCW"中產生"π"相位偏移。（光纖迴路16後面部份之 有效折射率藉由通過控制脈沖"C"而暫時性地改變。） 對已知波長AD數據脈沖，’D"由控制脈沖"C”產生之相 位偏移φ(ΐ)大小能夠由下列公式表示 <^(t)=4?rn2/( ADAeff) 5 Ic(t-d12z)dz (1) 其中n2為光學迴路16之非線性折射率，Aeff為光學迴路i6 之有效斷面積，L為光學迴路16之長度，ic(t-d|2Z)為控制 脈沖形狀，t為與控制脈沖"C"瞬時中心之暫時間距，z為傳 播方向，以及h為數據脈沖"D"之波長與控制脈沖"c" 之；L c間之相對延遲，量測為光學迴路丨6中反向速度間之差 值0 本纸張尺度適用中國囤家標準（CNS ) Λ4坭格（210X297公势） I I I Iilj-衣— n Ί— J -·?.'n r 線 (請先閲讀背面之注意本項再本頁) 8·401521 A7 B7 五、發明説明（卞） 經濟部中央標率局只工消贤合作社印製 、傳送或切換離開迴路反射鏡10之數據脈沖"D"光強度 分佈1 D°ut為進入迴路數據脈沖'，D”強度分佈IDin⑴以及 公式（1)之相位偏移之函數，其以下列公式表示： !D〇ut⑴-IDin(t) (l-c〇sg>(t))/2 . (2) 總傳送能量為t式⑵傳麵度1⑽t⑴之積分，以及效率 為總傳送能量各以總輸入能量。 產π相位偏移之數據脈沖Dcw與其配對數據脈沖I。胃 產生破壞性干涉，祕在㈣齡㈣再合觸致，以及傳 送通過雙_合器12輸出端賴。依據公式⑵在共同時 間t範圍内等於;3·之相位偏移p⑴將使進入數據脈沖強度 IDin(t)等於傳送數據脈沖強度][_⑴，其將產生職之 傳送效率。並不產生任何相對相位偏移（即等於0)之 其餘數據脈f D"向狀^合n丨2之輸人端缚22。 反射數據威沖"D"之傳送效率為〇。任何不等於π之^⑴ 相位偏移將依據干涉特性使數據脈" 及部份反射—更大破壞性干涉將提昇傳送 == 干涉將提昇反射。 "通常，完全與控制脈沖"C，，同步（即零延遲)之數據脈沖 "D"為最具效率地傳送。數據脈沖Τ以及控制脈沖"c"間 相互作用之長度為最大值，將使由交互相調變產生之完整 7Γ相位偏移沿著所選擇數據脈沖"DH整麵間形成。數 脈沖” D”到達時間之任何變化(正值或負值之時間起伏)能 夠利用控制脈沖"C，減小交互_長度產生她偏移,广 π以及傳送效率小於1〇〇%。 請 先 閱 背 1¾ 之 注 項 % 本 页 裝 ιτ 線 於 (0 4Θ1521 A7 B7 五、發明説明（没） 經濟部中央椋準局貝工消f合作.社印製 圖2描繪出一般傳送效率為數據脈沖"D"以及控制脈沖 "C”間相對延遲之函數。所產生高斯形狀曲線稱為具有寬 度W切換窗，該寬度在曲線24最大值一半之整個寬度(fwhm ) 處量測。對2. Okm迴路劃出切換窗曲線24,其在I547nm及 1555nm波長下具有8. 0微微秒寬度之控制以及數據脈沖。 在切換窗覔度W範圍内之傳送效率優先地加以最大化 以調整時間起伏（即數據脈沖到達之延遲），以及在切換窗 寬度W外之傳送效率優先地減為最低以減小串音（即相鄰數 據脈沖”D"未選擇之傳送）。依據本發明先前說明，藉由在 雙向搞合器12前縮短數據脈沖"D"以及控制脈沖"["之脈沖 寬度使切換窗形狀最佳化以完成這些目標。數據脈沖 以及控制脈沖"C"藉由例如逐漸變化色散光纖或線性調頻 光纖布拉格光柵之脈沖壓縮器26加以壓縮，其位於沿著數 據以及控制脈沖來源14與18以及雙向耦合器12輸入1端埠22 間之光學路徑28上。 理想切換窗形狀藉由長方形或方形頂部之函數來描述 。到達該切換窗寬度W内之數據脈沖”D”完全地傳送而不會 損失能量，以及到達切換窗寬度W外之數據脈沖，，D"外完全 地被反射。因而一些時間起伏能夠加以調整在切換窗寬度 W内而不會損及效率，同時沒有不需要之能量傳送至切換$ 寬度W外之脈沖以避免串音及内部訊號干擾。 、 當數據脈沖"D”以及控制脈沖"C"暫時性宽度縮短時 切換窗接近理想長方形。此能夠藉由公式（1)及^2)^示出 。對於長方形切換窗，公式（1)之相位偏移p(t)必定亦為 本紙張尺度適川，家榀準（CNS ) Λ4规格（2Ι〇χ^^--~~ 11 ' ' (請先閲請背面之注意事項本页) -裝. .線____ . 經濟部中央標準局负工消费合作杜印製 * A7 ______________ 五、發明説明（C| ) 長方形。在控制脈沖"C"接近零寬度極限時將達成該情況， 即控制脈沖"C"接近Dirac差值函數| Ic | 5(t-d12z)，其 中I Ic丨為控制脈沖"C”最大尖峰強度。公式（1)積分變為 </>(t>47rn2 | Ic | /UdA^)其中tSd12L (3) 沪（t)=0 其中 t>di2L (4) 對於實際i用，在1至2微微秒範圍内之控制脈沖寬度 將達成公式（3)及(4)所需要之效果。假如數據脈沖"D"到 達以及完全地包含於公式（3)界限内（即相窗），將產生有效 之傳送。此亦由公式（2)顯示在公式(4)之情況下數據脈沖 強度IDin(t)接近0。由於任何在控制脈沖"c"相窗外之數 據脈沖能量並不會傳送，較短數據脈沖"D"為所需要的。實 際上，縮短數據脈沖"D"將使切換窗外側變為抖峭的。 優先地數據脈沖”D"以及控制脈沖"C"被絕熱地壓縮至 2微微秒寬度或小於約1. 〇微微秒極限内以避免高階之非線 性。圖3曲線圖顯示出傳播於光學迴路16内2. 〇微微秒數據 脈沖"D"及控制脈沖"C”之改正切換窗曲線3〇。相對於& 〇 微微秒脈沖切換窗曲線，2微微秒脈沖之切換窗曲線3〇更接 近長方形，切換窗寬度W内之傳送效率間產生較小之變化及 在切換窗寬度W外將產生更快速之衰減。 、優先地，切換窗寬频占據至少三分之二數據脈沖位元 週期以及至少為數據脈沖寬度5倍以得到所需要切換窗 形狀。將數據脈沖"D”狹窄亦能夠在光學迴路16愤高數 據脈沖間之料間距，其通常為脈沖寬度5倍至7倍。標準 間距界定為位元週期除以最大值—半處整個寬度之脈沖寬 (請先間讀背面之注意事項再'ipsr本頁) .裝. -9 線 401521 a? ____B7 五、發明説明（（έ〇 度。 出現於耗合器12輸出端埠20減小寬度之數據脈沖藉由 脈沖解壓細器32再加以解壓縮，其能夠藉由轴向變化光纖 例如為逐漸變化之光纖或線性調頻布拉格光柵形成。逐漸 變化色散之光纖藉由自相調變以及色散反向作用機制不平 衡而改變脈沖二 脈沖壓縮器26之逐漸變化色散光纖優先地為縮短脈沖 寬度之減小色散光纖，以及脈沖解壓縮器32優先地為增長 脈沖寬度之增加色散光纖。假如需要情況下，脈沖解壓縮 器32逐漸變化色散之光纖能夠將數據脈沖"d"回復至脈沖 壓縮器26逐漸變化色散光纖所縮短辦之寬度。因而，具有 較大間距之縮短數據脈沖1' D"能夠使用作為將非線性光學 迴路反射鏡10之切換功能最佳化，同時具有更密集間距之 較穩定較長之脈沖能夠回復使較長之傳送最佳化。 逐漸變化色散光纖能夠以多種方式製造出，其包含軸 向逐漸變化心蕊直徑或軸向地變化折射率分佈，在玻璃製 造過程中或在光纖抽拉過程中將光纖包層直徑軸向地逐漸 變化。 經濟部中央楳準局負工消f合作社印製 沿著光纖長.度ζ色散分佈D(z)能夠表示如下： D(z)=D(0) Az/(HBz) (5) 其中A及B為常數，其將滿足下列兩個條件： 1. 色散變化率較光纖衰減率更快速。 2. 色散f化率對色散長度比例為緩慢的。 當脈沖沿著光纖傳播時第一條件確保輸入脉沖寬度被 本紙張尺度適川中阀四孓標準（CNS ) Λ4规格（2丨Ο χ 297公对） 13 經濟部中央標準局員工消t合作社印製 401521 Α7 ---- Β7 五、發明説明（（ί ) 改變。換言之，自相調變較光纖色散強。因此產生新頻率 組成單元。對於減小色散光纖，新組成單元加入(擴寬）光 學頻譜以及在暫時範圍内將脈沖狹窄。對於增加色散光纖， 新組成單元由光學頻譜扣除（即狹窄）以及在暫時範圍中使 脈沖擴寬。第二條件確保自相調變與色散間不平衡不能太 大而在脈沖内產生頻率變化（已知為線性調頻），其由脈沖 拜出產生為色散波形式之能量。色散脈沖長度定義為色散 除以脈沖寬度之平方。對於更加逐漸絕熱脈沖壓縮，色散 變化應該在數個色散長度内發生。 另外一個非線性光學迴路反射鏡4〇描繪於圖4中。與 非線性光學迴路反射鏡1 〇對照，非線性光學迴路反射鏡4〇 真有分離耦合器42及44將數據脈沖"D"以及控制脈沖"c"耦 合至光學迴路46。麵合器優先地3dB雙向搞合器將數據脈 沖"D"分裂為一對相等強度之反向傳播脈沖L以及L。 輕合器44優先為波長區分多工器（WDM)，其具有週期將使特 定波長Ac之控制脈沖nC"加入光學迴路46。另外一個WDM 耦合器48將由光學迴路46分離出控制沖"c'1。 能夠使用其他搞合構件。例如，分別由脈沖供應源5〇 及52產生之控制脈沖"c"以及數據脈沖"D"能夠由相同波長 但疋為不同偏極性光線形成。光學迴路46由保持偏極光纖 製造出，以及耦合器44及48為偏極耦合器作為將不同偏極 控制脈沖加入至光學迴路46或由光學迴路分離出。 由逐漸咚變色散之光纖或線性調頻布拉格光柵所構成 之分離脈沖壓縮器54及56將控制脈沖"C"及數據脈沖"D"之 本紙張尺度適川中國阀家標準（CNS )八4规格（2ΙΟΧ 297公犛） 0¾ (請先閲讀背面之注意事項再^ϊξ本頁)

13·4015ZJI A7 37 五、發明説明（丨) 經濟部中央標準局员工消费合作社印裝 脈沖寬度縮短。由於控制脈沖"C”在多方面與數據脈沖"D，， 不同（包含強度，波長，以及形狀），分離脈沖壓縮器54及56 允許對控制脈沖"C"以及數據脈沖"D”脈沖寬度減小方面有 較佳之控制。 由於進入光學迴路46,縮短之控制脈沖"C"被設計在縮 短成對反向傳^之數據脈沖Dce及Dcce間產生π相位偏移 。能夠達成類似圖3所顯示改善切換之結果。不過，除了在 數據脈沖nDn中調整時間起伏，本發明亦能夠使用來調整時 間起伏。 圖5顯示出切換窗曲線58,其寬度更進一步狹窄以傳送 數據脈沖” D"或部份數據脈沖"D"於其預期時間位置之狹窄 暫時性頻帶内（例如1 〇%)。控制脈沖"C"及數據脈沖"d"優 先地被縮短以提高標準化脈沖間距以及使切換窗側邊更加 抖峭，但是控制脈沖與數據脈間之運行距離優先地更進一 步被限制以縮短切換窗寬度W。 切換窗寬度優先地設定使得每一數據脈沖"D11至少一 部份傳送經過耦合器42之輸出端埠42,同時受限暫時性頻 帶外數據脈沖"D"之顯著能量向後反射經過耦合器42之輸 入端埠62,該暫時性頻帶包圍著數據脈沖所預期之位置。 放大器64由輸出端埠60接收暫時性經濾波之數據脈沖"d" 以及將脈沖放大使得最微弱預期之脈沖被回復至所需要之 最小強度。脈沖限幅器66緊接著放大器64以限制數據脈沖 "D"強度為所需要之最大強度。能夠放置於放大器64及脈 沖限幅器66—側之脈沖解壓縮器68能夠加以使用以回復數 本紙张尺度適川中剛3家標準（CNS ) Λ4現格（2丨OX 297公犛I夂 ------Π--. I 狀-- (請先閲讀背面之注意亨項一φ^寫本頁) -δ 線 A 7 _______ B7 五、發明説明（丨3 ) 據脈沖nD”寬度為更進一步傳送所需要之寬度。 控制脈沖"C"能夠加以定時與所有數據脈沖"D"作用以 作為暫時性濾波功能，或控制脈沖"C"能夠加以定時與所選 數據脈沖"D"作用以作為切換窗操作例如為解多工性'。在 後者情況中，所選擇脈沖由一序列數據脈沖分離出以及再 成形以減小其+定時誤差。暫時性濾波以及切換操作亦能 夠依序地利用排列作為實施每一功能之不同非線性光學迴 路反射鏡達成。 作為濾波器，迴路反射鏡4〇將數據脈沖"D"回復至時控 窗之中央。不過，迴路反射鏡4〇應該放置於傳送系統中，其 間距將限制數據脈沖” D"之任何明顯暫時性延遲在切換窗 寬度W蛇圍内。除了改正數據脈沖暫時性延遲，迴路反射鏡 40亦此夠使用來減小光學放大器之放大自勵發射以及背景 性之色散油Ϊ。 我們已對解多工器以及濾波器實施例說明，本發明亦 能夠實施一些裝置中包含邏輯閘以及其他呈現切換，導引， 再成形，或再生脈沖功能之組件。本發明亦能夠與其他組 件合併使用，.其包含脈沖產生器及放大器以提高其性能。 經濟部中央標準局13；工消f合作社印製 用 適一OJI β

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Claims (1)

1. ABCD 401521 六、申請專利範園 1. 一種光學地處理數據脈沖之光纖光學組件，其包含： 具有兩端之光纖迴路； 雙向耦合器，其將迴路兩端連接至共同輸入及輸出端；及 脈沖壓縮器，其有效地結合雙向耦合器輸入端以減小進 入雙向耦合器數據脈沖之寬度。 2. 依據申請專A範圍第i項之組件其中 雙向叙合器排列成將一序列數據脈沖分成兩組反向傳播 之數據脈沖序列，將兩個序列之成對脈沖再合併，以及依據 再合併脈沖干涉特性導引再合併脈沖於雙向耦合器輸入以 及輸出之間；以及 進入迴路之控制脈沖藉由交互相調變使用來改變再合併 脈沖之干涉特性。 3. 依據申請專利範圍第1項之組件，其中脈沖壓縮器被排列 成將壓縮進入迴路之數據脈沖以及控制脈沖。 4. 依據申清專利範圍第3項之組件，其中雙向辆合器亦排列 成以單一傳播方向導引控制脈沖於迴路中，以及該脈沖壓 縮器有效地與雙向耦合器結合以減小進入雙向耦合器之數 據脈沖以及控制脈沖之寬度。 經濟部中央#準局男工消贤合作社印- 5. 依據申請專利|!圍第4項之組件，其中脈沖壓縮器為逐漸 變化色散之光纖。 6. 依據申清專利範圍第4項之組件，其争脈沖壓縮器為布拉 格光柵。 7. 依據申料·圍第2項之时，其愤雜縮器為.第一 脈沖壓縮器以壓縮進入迴路之數據脈沖以及更進一步包含 本紙張尺度適用中闽國家榡準（CNS )八4规格（ 鲤濟部中央標準局只工消f合作社印製 4015¾^ A8 C8 ______ D8 &、申請專利範園 第二脈沖壓縮器以分開地將進入迴路之控制脈沖壓縮。 8. 依據申請專利範圍第7項之組件，其中第二脈沖壓縮器對 著第一脈沖壓縮器排列著以壓缩與數鴂脈沖不同之控制脈 沖0 9. 依據申請專利範圍第7項之組件，其中更進一步分開之柄 合器，控制脈沖經由該耦合器進入迴路，以及第二脈沖壓縮 器有效地與分開耦合器結合以減小進入分開耦合器控制脈 沖之寬度。 10. 依據申請專利範圍第9項之組件，其中第二脈沖壓縮器 為逐漸變化色散之光纖。 11. 依據申請專利範圍第9項之組件，其中第二脈沖壓縮器 為布拉格光拇。 12. 依據申請專利範圍第1項之組件，其中更進一步包含脈 冲解壓縮器，其有效地與雙向搞合器之輪出結合以增加離 開雙向耦合器數據脈沖之寬度。 13. 依據申s青專利範圍第12項之組件，其中脈沖解壓縮器排 列成將數據脈沖寬度回復至脈沖壓縮器壓縮前之寬度。 14. 依據申請專利範圍第1項之組件，其中更進一步包含脈 冲放大器以及脈沖限幅器有效地與雙向耗合器之輸出結合 作為將離開雙向耦合器之數據脈沖再成形。 15. 一種光學地處理數據脈沖之裝置，其包含： 非線性光學迴路反射鏡與軸向變化光纖結合，該光纖傳 送光學脈沖至迴路反射鏡； 非線性迴路反射鏡被排列作為接收控制脈沖及數據脈沖 ---------^ 丨_:!;-I1T------^ (請先閲讀背面之注意事項&琪筠本頁)

   4〇i531 Λ8 B8 C8 D8 7 申請專利範国 經濟部中央楳準局sfi工消t合作社印製 以及依據制控舰㈣輯脈相之重# 一步傳送所選擇數據脈沖； x 非線性迴路反射鏡呈現定義為脈沖傳送效率之切換窗 其為重疊控制及數據脈沖間相對延遲之函數以及，， 轴向變化先，列作為義控制脈沖或數據脈沖至少一 項，將切換窗再成形以減小所選擇脈沖傳送效率之變化。 16. 依據申請專利範圍第15項之敦置，其中轴向變化之光纖 為逐漸變化色散之光纖。 17. 依據申s奢專利範圍第15項之裝置，其中軸向變化之光纖 為光纖布拉格光柵。 18. 依據申請專利範圍第15項之裝置，，其中軸向變化之光纖 排列成作為壓縮進入非線性迴路反射鏡之控制脈沖。 19. 依據申請專利範圍第15項之裝置，其中軸向變化之光纖 排列成作為壓縮進入非線性迴路反射鏡之控制雜沖。 20. 依據申請專利範圍第19項之裝置，其中切換窗之寬度至 少為進入非線性迴路反射鏡數據脈沖寬度5倍。 21. 依據申請專利範圍第15項之裝置，其中軸向變化之光纖 排列成作為壓縮進入非線性迴路反射鏡之控制脈沖及數據 脈沖。 . 22. 依據申請專利範圍第15項之裝置，其中軸向變化之光纖 為第一及第二軸向變化光纖之一，第一轴向變化光纖排列 成作為壓縮進入非線性迴路反射鏡之數據脈沖以及第二軸 向變化光纖排列成作為壓縮進入非線性迴路反射鏡之控制 脈沖" (請先閲讀.背面之注意事項彻4'寫本頁) . - »* HI m _ 訂 線 本紙張尺度適川中阄网家榡準（CNS ) Λ4现根（2丨Ο X 297公釐） 4〇1S2x Λ8 B8 C8 ---_____ D8 六、申請專利範圆 23. 依據申請專利範圍第15項之裝置，其中軸向變化之光纖 為第一及第二軸向變化光纖之一，第一軸向變化光纖排列 成作為壓縮進入非線性迴路反射鏡之數據脈沖以及第二軸 向變化光纖排列成作為解壓縮離開非線性迴路反射鏡之數 據脈沖。 24. —種處理光學脈沖之裝置其包含： 脈沖壓縮器，其藉由自相調變機制將光學脈沖寬度縮短； 切換裝置，其使用交互相調變由一序列光學脈沖分離特 疋脈沖以作為更進一步傳送；以及 脈沖壓縮器，其有效地與切換裝置結合將進入切換裝置 光學脈沖之寬度縮短以改善切換裝置之效率。 25. 依據申請專利範圍第24項之裝置，其中脈沖壓縮器排列 成作為將光學脈沖序列之脈沖寬度縮短。 26·依據申請專利範圍第25項之裝置，其令更進一步包含脈 冲解壓縮器，其將由切換裝置傳送特定脈沖之脈沖寬度增 大。 2 7.依據申請專利範圍第2 4項之裝置，其中脈沖壓縮器排列 成將控制脈沖之脈沖寬度縮短，該控制脈沖使用來在切換 裝置内分離特定脈沖。 28. 依據申清專利範圍第27項之裝置，其中脈沖壓縮器亦排 列成將序列光學脈沖之脈沖寬度縮短。 29. 依據申請專利範圍第24項之裝置，其中脈沖壓縮器為第 -及第二脈沖壓縮器之一，第一脈沖壓縮器排列成將序列 光學脈沖之脈沖寬度縮短以及第二脈沖產生器排列成將控 本紙張尺度適用中囤1¾家榀率(cm ) AAmil· ( 21 OX 2^7^7 401521 A8 B8 C8 D8六、申請專利範囯 9 ti 封濟部中央標準局^;工消费合作社印- 制脈沖之脈沖寬度縮短，其使用來在切換裂置内分離特定 脈沖。 30. 依據申請專利範圍第24項之裝置，其中脈沖壓縮器為軸 向變化光纖，該切換裝置為非線性光學迴路反射鏡。 31. 依據申請專利範圍第24項之裝置，其中切換裝置排列成 將暫時性頻帶内數據脈沖能量傳送出，該暫時性頻帶圍繞 著數據脈沖之預期位置以及反射暫時性頻帶外之數據脈沖 能量。 32. 依據申請專利範圍第31項之裝置，其中更進一步包含放 大經選擇脈沖之脈沖放大器使得較微弱數據脈沖回復至所 需要之最小強度。· 33. 依據申請專利範圍第32項之裝置，其中更進一步包含脈 冲限幅器以限制所選擇數據脈沖之強度為所需要之最大強 度。 34. 依據申請專利範圍第24項之裝置，其中脈沖壓縮器藉由 自相調變反向作用色散將脈沖寬度縮短。 35. —種處理數據脈沖之方法，其包含下列步驟： 將一序列數據脈沖分成一對後續脈沖以相反方向傳播於 共同光學迴路内； 將所選擇一對脈沖之一個組成單元與在迴路内為共同方 向傳播之控制脈沖重疊以改變所選擇組成單元間之相位關係； 將後續成對脈沖再合併； 依據再合併脈沖干涉特性傳送一部份再合併脈沖以及並 本紙張尺度適川^^家鮮（“）赠格（2ι〇χ297公 (請先閱讀背面之注意事項孙填寫本頁) 、17 線· 29401521 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圆 經濟部中央標準局負工消费合作社印31 不傳送其餘再合併脈沖；以及 在分裂之序列數據脈沖前將序列數據脈沖壓縮以減小傳 送脈沖間之強度變化。 36. 依據申請專利範圍第35項之方法，其中壓縮序列數據脈 沖包含傳送序列數據脈沖通過軸向變化之光纖。 37. 依據申請專利範圍第36項之方法，其中軸向變化光纖為 逐漸變化色散之光纖。 38. 依據申請專利範圍第36項之方法，其中軸向變化光纖為 光纖布拉格光柵。 39·依據申請專利範圍第35項之方法，其中壓縮序列數據脈 沖係藉由自相調變機制達成。 40. 依據申請專利範圍第35項之方法，其中更進一步包含在 重疊一個組成單元之步驟前將控制脈沖壓縮之步驟。 41. 依據申請專利範圍第4〇項之方法，其中壓縮控制脈沖及 數據脈沖步驟包含相對於數據脈沖之脈沖寬度相對地調整 控制脈沖之脈沖寬度。 42. 依據申請專利範圍第35項之方法，其中更進一步包含將 傳送脈沖解壓縮。 43. 依據申請專利範圍第35項之方法，其中壓縮序列數據脈 沖尹驟包含將數據脈沖壓縮為小於2微微秒之脈沖寬度。 44. 依據申請專利範圍第35項之方法，其中傳送部份再合併 之步驟包含傳送圍繞著數據脈沖所預期位置之暫時性頻帶 内數據脈沖之能量及反射暫時性頻帶外數據脈沖之能量。 45. 依據申請專利範圍第44項之方法，其中更進一步包含將 ------：---^— %φ— (請先閱讀背面之注悫事項^皮巧本頁) 訂' 線 本紙悵尺度適用中阀國家從-率（CNS ) M坭格（2丨0 X 297公沒） 21·401521 Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 經濟部中央橾準局员工消费合作社印裝 傳送脈沖放大之步驟使得較微弱脈沖回復至所需要最小強 度之步驟。 46. 依據申請專利範圍第45項之方法，其中更進一步包含限 制放大脈沖強度至所需要最大強度之步驟。 47. 一種由序列麩據脈沖切換所選擇數據脈沖之方法，其包 含下列步驟： 將數據脈沖及控制脈沖耦合至非線性光學迴路反射鏡； 選擇傳播於非線性光學迴路反射鏡内部份數據脈沖作更 進一步傳送，其使用交互相調變機制達成；以及 在使用自相調變機制之耦合步驟前壓縮數據脈沖及控制 脈沖之至少一項以更有效地傳送所選擇之數據脈沖。 48. 依據申請專利範圍第47項之方法，其中壓縮步驟包含使 用自相調變機制以壓縮控制脈沖。 49. 依據申請專利範圍第47項之方法，其中壓縮步驟包含使 用自相調變機制以壓縮數據脈沖。 50·依據申請專利範圍第49項之方法，其中更進一步包含使 用自相調變機制以解壓縮數據脈沖。 51. 依據申請專利範圍第47項之方法，其中壓縮步驟包含壓 縮數據脈沖及控制脈沖之至少一項脈沖寬度為小於2微微 秒。 52. 依據申請專利範圍第47項之方法，其中壓縮步驟包含壓 縮數據脈沖為脈沖寬度小於2微微秒。 53. —種光學地處理數據脈沖之裝置，其包含： 非線性光學迴路反射鏡，其排列成傳送暫時性頻帶内之 (请先Μ讀背而之注意亨項1填爲本萸) -裝. 線 本紙张尺度適用中囤囚家榡準（CNS ) Λ4规格（210X 297公縫） 22-401521 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範固 經濟部中央標隼局只工消费合作社印製 數據脈沖能量，該暫時性頻帶圍繞著數據脈沖之預期位置 以及反射暫時性頻帶外之數據脈沖能量； 脈沖放大器以放大被傳送之脈沖使得較微弱數據脈沖回 復至所需要之最小強度；以及 脈沖限幅器以限制所選擇數據脈沖之強度為所需要之最 大強度。 54. 依據申請專利範圍第53項之裝置，其中非線性迴路反射 鏡被排列成作為接收控制脈沖及數據脈沖以及依據各別控 制脈沖與數據脈沖間之重疊相對數量更進一步傳送部份數 據脈沖。 55. 依據申請專利範圍第54項之裝置，其中更進一步包含脈 沖壓縮+葬以壓縮控制脈沖以及數據脈沖至少一項以更精確 地界定圍繞著數據脈沖所預期位置之暫時性頻帶。 56. 依據申請專利範圍第55項之裝置，其中更進一步包含脈 沖解壓縮器以解壓縮傳送脈沖以作為更進一步傳送。 57. 依據申請專利範圍第53項之裝置，其中非線性迴路反射 鏡為兩個非線性光學迴路反射鏡之第一個，以及第二光學 迴路反射鏡排列成接受控制脈沖以及數據脈沖以及依據各 別控制脈沖與數據脈沖間之重疊相對數量更進一步傳送所 選擇之數據脈沖。 58. —種處理數據脈沖之方法，其包含下列步驟： 使用非線性光學迴路反射鏡以傳送暫時性頻帶内之數據 脈沖能量，該暫時性頻帶圍繞著數據脈沖之預期位置以及 反射暫時性頻帶外之數據脈沖能量； (請先閲讀背而之注意事項#填巧本頁) -裝. 訂- 線 本紙張尺度適用中國闼家標準（CNS ) Λ4現格（210X297公釐） ABCD 401521 六、申請尊利範圆 將傳送脈沖放大使得較微弱數據脈沖回復至所需要之最 小強度；以及 限制放大脈沖之強度為所需要之最大強度。 59. 依據申請專利範圍第58項之方法，其中更進一步包含將 數據脈沖以及控制脈沖耦合至非線性光學迴路反射鏡之步 驟。 60. 依據申請專利範圍第59項之方法，其中更進一步包含使 用交互相調變機制選擇傳播於非線性光學迴路反射鏡内之 部份數據脈沖作為更進一步傳送之步驟。 61. 依據申請專利範圍第59項之方法，其中更進一步包含在 耦合步驟前壓縮數據脈沖以及控制脈沖至少一項之步驟。 62. 依據申請專利範圍第η項之方法，其中壓縮步驟包含使 用自相調變機制以壓縮脈沖。

   線 經濟部中央標準局Η‘工消贽合作社印裝 本紙张尺度剌巾賴家辟fcNS ) Λ4规格[^1()^297¾-