专利名称：基于迈克尔逊干涉仪的光域多波长信号产生系统的制作方法
技术领域：
本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种光域多波长信号产生系统。
背景技术：
如今，随着高速接入网、移动电话数据服务、多媒体广播系统和为了网格计算与远程存储的大容量数据网络等服务的发展，通信系统的可用带宽正在接受极大的考验。而光通信系统能够在数千公里的传输距离中支持Tb/s量级的容量，从而使之成为大容量传输系统的基础架构。光纤通信系统以其巨大的带宽资源和良好的通信质量成为骨干传输网络的优先选择。同时，波分复用(WDM)技术增加了在光纤网络中并行传输波长的数量，从而极大程度上提高了光传输系统的容量，是目前超大容量光纤通信系统中最为成熟的技术之一。为了进一步提高WDM系统的传输能力，可以采用提高复用的波长数和增加单个通道的数据传输速率的方法。而就前者来说，已经有不少基于不同原理的方法被提出。如
图1所示为现有 多波长产生技术之一的超连续谱方法。在这种方法中，由脉冲激光器产生的宽频脉冲波经过一段保偏光纤之后，保偏光纤中产生的四波混频、自相位调制和交叉相位调制等非线性效应使得输入光的频谱进一步展宽。输出光经过一个带通滤波器之后，可以得到一个宽频且平坦的超连续谱。该连续谱再经过一段保偏光纤和一个偏振分束器组成的双折射率滤波器，其中的两个偏振方向的光场被分离，并且每个方向的输出为有一定频率间隔的梳状频谱，实现了多波长输出。上述技术至少存在如下缺点
超连续谱激光器产生的多波长输出都是脉冲，而非连续波，这使得该方法的应用仅仅局限于归零码(RZ)传输系统。并且，为了在非线性光线中产生较强的非线性作用，该方法需要使用输出功率较大的脉冲激光器，输出功率为100瓦量级。于是如果持续使用这种技术，将会消耗极大的能量。为了以较小功率代价产生连续的多波长输出，另外一类基于电光调制器的多波长产生方法被提出。如图2所示为该类技术中一种典型方法的系统结构图。在这种方法中，激光器输出的连续光载波首先输入至由射频信号驱动的马赫曾德尔调制器(MZM)中。根据MZM的调制原理，射频驱动信号在光载波的谱线两边激射出一系列频率间隔与驱动信号频率相同的谐波。并且，通过调整MZM上的偏置电压，可获得不同组份的谐波输出。MZM产生的多波长输入至相位调制器，可进一步扩展频谱。上述技术至少存在如下缺点
该技术产生的多波长结构复杂，需要使用激光源、驱动信号源和多个电光调制器，并且还需要大功率的电放大器来放大驱动信号。另外，该技术的调节精度要求较高，需要分别调节偏执电压、延迟相位等参数，使得得到满足要求且状态稳定的多波长输出难度很大
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，可以产生稳定多波长输出且系统调节过程简便的光域多波长信号产生系统。本发明提出的光域多波长信号的产生系统，原理图如图3所示，包括1个半导体环形激光器和2个迈克尔逊干涉仪。该环形激光器和迈克尔逊干涉仪都可由III-V族半导体制备得到，从而集成在单片集成光路中。环形激光器的谐振腔中同时存在着两个方向的光场行波，即顺时针和逆时针方向。腔中谐振的模式必须满足相位自洽条件
权利要求
1.一种光域多波长信号的产生系统，其特征在于结构包括1个半导体环形激光器和2个迈克尔逊干涉仪；所述环形激光器和迈克尔逊干涉仪均由III-V族半导体制备得到，从而集成在单片集成光路中；半导体环形激光器的谐振腔中同时存在两个方向的光场行波即顺时针和逆时针方向，腔中谐振的模式满足相位自洽条件=,其中k为模式的波数，L为谐振腔的周长，m为正整数；另外，中心谐振模式的波长由谐振腔半导体材料的组分控制进行调节；由光速c，环形谐振腔的材料折射率η和周长L共同决定腔中谐振模式的频率间隔Av=Jy ；ML所述半导体环形激光器在谐振腔内产生顺时针和逆时针方向的谐振模式，其中一个方向的模式经过耦合器输出后进入第一迈克尔逊干涉仪(a)，第一迈克尔逊干涉仪(a)的滤波间隔通过设定干涉仪的尺寸进行调节；该方向的模式经过第一迈克尔逊干涉仪(a)的滤波作用后被反射器反射回至半导体环形谐振腔内，对另一个方向的模式产生增强作用；并且，一个方向的模式在经过第一迈克尔逊干涉仪(a)反射的过程前后，得到耦合波导加电而产生的增益；最终另一个方向的模式通过耦合器进入第二迈克尔逊干涉仪(b)，经过该第二迈克尔逊干涉仪的滤波作用后即成为输出信号。
2.如权利要求1所述的光域多波长信号的产生系统，其特征在于第一迈克尔逊干涉仪由两条存在一定长度差的波导臂组成，该长度差由波导的折射率和最终所求多波长的频率间隔决定。
3.如权利要求1所述的光域多波长信号的产生系统，其特征在于第二迈克尔逊干涉仪由两条存在一定长度差的波导臂组成，该长度差由波导的折射率和最终所求多波长的频率间隔决定。
全文摘要
本发明属于光纤通信技术领域，具体为一种基于半导体环形激光器和迈克尔逊干涉仪的光域多波长产生系统。该多波长产生系统主要由一个半导体环形激光器和两个迈克尔逊干涉仪组成，通过迈克尔逊干涉仪对环形激光器的谐振模式进行滤波选择即可产生多波长输出。本发明产生的多波长输出频率间隔由迈克尔逊干涉仪决定，可完全满足波分复用(WDM)系统的要求；产生的多波长平坦度好，光信噪比(OSNR)高，实用性强。本发明所提出的器件结构简单，尺寸微小，在未来的光路集成(PIC)技术中有很好的应用前景。
文档编号H04B10/155GK102324983SQ201110155829
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者朱江波, 迟楠 申请人:复旦大学