基于光子晶體光纖Sagnac環(huán)的超寬帶全光波長轉(zhuǎn)換開關(guān)
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2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
2．1 全光波長轉(zhuǎn)換開關(guān)的實(shí)現(xiàn)
首先信號(hào)光波長被設(shè)定為λc=1500nm，經(jīng)過EDFA、隔離器，偏振控制器和可調(diào)衰減器后，由OC2的一個(gè)端口輸入Sagnac環(huán)。輸入OC2之前，信號(hào)光平均功率約為10dBm。泵浦光由飛秒激光器產(chǎn)生，經(jīng)過帶寬△λ=1．9 nm，波長λ=1550nm的帶通濾波器，再分別經(jīng)過EDFA、ISO、PC和VOA后，由OC1的分光比為9的端口輸入Sagnac環(huán)。輸入OC1之前，泵浦光的平均功率約為11dBm。
(a)信號(hào)光和泵浦光同時(shí)輸入后產(chǎn)生的四波混頻光譜圖；(b)只有泵浦光輸入的光譜圖；(c)帶通濾波器濾出的閑頻光光譜；(d)使用示波器測量的泵浦光和閑頻光的時(shí)域脈沖；
在Sagnac環(huán)的輸出端口，使用光譜儀和示波器同時(shí)觀測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的三個(gè)PCs，可使得輸出光譜的FWM效應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，結(jié)果如圖2所示。圖2(a)為信號(hào)光和泵浦光同時(shí)輸入時(shí)產(chǎn)生的FWM效應(yīng)，可以看出，F(xiàn)WM產(chǎn)生的新頻率分量(閑頻光)和信號(hào)光對(duì)稱分布在1550nm的泵浦光兩側(cè)，閑頻光波長為1600 nm。圖2(b)是只有泵浦光輸入的情形，此時(shí)沒有FWM效應(yīng)。圖2(c)是在Sagnac環(huán)的輸出端口，使用帶寬為14 nm的帶通濾波器濾出的閑頻光光譜。由圖2(a)可以看出，信號(hào)光和泵浦光頻譜均被展寬，這是由于在發(fā)生FWM效應(yīng)的同時(shí)，還發(fā)生了自相位調(diào)制和交叉相位調(diào)制。由于PCF光纖具有很高的非線性系數(shù)，因此在本論文實(shí)驗(yàn)中很容易滿足交叉相位調(diào)制產(chǎn)生的條件：
2γPpl=π (1)
式中γ是光纖的非線性系數(shù)，是光脈沖的峰值功率，l是光纖環(huán)路長度。值得一提的是，PCF光纖的高非線性系數(shù)和平坦的低色散特性可大大降低光纖長度并且可以在C+L波段上忽略走離效應(yīng)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175799.htm
產(chǎn)生FWM效應(yīng)必須滿足如下相位匹配條件：
式中Ωs表示頻率偏移，β2表示群速度色散系數(shù)。本文實(shí)驗(yàn)中所使用的PCF光纖的色散變化在1510～1620nm波長范圍內(nèi)小于1．7ps／nm ／km，可確保在帶寬高達(dá)100 nm范圍內(nèi)產(chǎn)生FWM效應(yīng)。
圖2(d)是使用示波器同時(shí)觀測到的泵浦光和閑頻光的時(shí)域脈沖。可以看出閑頻光脈沖和泵浦光脈沖的重復(fù)頻率都是37MHz，證明它們之間是完全同步的，從而驗(yàn)證了其全光波長轉(zhuǎn)換開關(guān)特性。但由于非線性光纖環(huán)鏡自身具有一定長度(包括PCF光纖和耦合器)，因此閑頻光和泵浦光之間存在一個(gè)固定的時(shí)延。
評(píng)論