一种光信号的传输方法及装置的制作方法

专利名称：一种光信号的传输方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种光信号的传输方法及装置。
背景技术：
在光信号的传输领域中，全光波长转换技术是在光域上实现信息由一个波长向另 一个波长或者多个波长的转换。常用的全光波长转换技术主要包括交叉增益调制(XGM， Cross-gain modulation)，交叉相位调制(XPM，Cross-phasemodulation)，非线性光学环 形腔(N0LM，Nonlinear optical loop mirror)，激光器增益饱和效应，四波混频(FWM， Four-wave mixing)，二阶非线性效应等。在这些方案中，基于周期极化反转铌酸锂(PPLN， Periodically Poled LiNbO3Waveguide)光波导二阶非线性效应的波长转换技术以其独到 的优势，如响应速度快，严格意义上的对信号光速率和调制形式完全透明，独特的多波长同 时转换能力，转换过程噪声指数极低等，近年来受到越来越多国内外研究者的重视。图1所示为现有技术一提供的光信号的传输装置的示意图。信号光经过第一光耦 合器4进入装置内，经放大器3放大后通过偏振控制器5对其偏振态调整，然后进入PPLN 光波导1中。光隔离器6保证光在环形腔中沿顺时针方向单向传输，第二耦合器7对光束 进行耦合。泵浦光由包含PPLN光波导的环形腔激光器产生。由衰减器8和滤波器9组成 的波长选择器2决定泵浦光的波长。激射产生的泵浦光在PPLN中实现和频效应，生成和频 光。和频光与信号光再发生差频效应，生成转换闲频光。现有技术一存在以下缺陷该装置中的PPLN光波导是采用退火质子交换法制得 的，只允许传输TM模式，所有的光必须经过偏振控制器转换为TM模式，输入信号光损失掉 TE模式。因此，输出的转换闲频光与输入信号光偏振相关，系统的性能较低，转换效率不高。图2所示为现有技术二提供的光信号的传输装置的示意图。此装置中的光波导2 在前端面镀上一层对0. 77 μ m波段高反射、对1. 55 μ m波段高透射的薄膜，后端面镀上一层 对0. 77 μ m和1. 55 μ m都高透射的薄膜。信号光通过环行器1输入进PPLN光波导2中，泵 浦光以TM模式反向泵浦，信号光正交分解为TM模式和TE模式，正向传输过程中，信号光的 TM模式和被前端面反射的泵浦光TM模式满足差频的准相位匹配条件，差频产生TM模式的 波长转换闲频光。信号光、泵浦光和转换闲频光经过透镜3输出，经过四分之一波片4，只对 1. 55 μ m波段的光起作用，再经过反射镜5，此反射镜对0. 77 μ m波段高透射、对1. 55 μ m波 段高反射，所以位于1. 55 μ m波段的信号光和转换闲频光两次通过四分之一波片4，发生偏 振态的90°的旋转，信号光的TM模式转换为TE模式，TE模式转换为TM模式。正向传输时 产生的TM模式转换闲频光转换为TE模式，而在反向传输时，信号光的TM模式(原来是TE 模式)和反向泵浦的泵浦光TM模式满足准相位匹配条件，差频产生TM模式的波长转换闲 频光，同时拥有TM模式和TE模式的转换闲频光通过环行器输出，实现波长转换功能。现有技术二存在以下缺陷装置中采用的是透镜、波片和反射镜一系列的光学器 件，空间光路的构建上比较困难，系统稳定性受外界环境的影响较大，实用性不强；装置需 要外加泵浦光源的注入，增加了成本；装置中采用的是液相外延法制备的PPLN光波导，虽然可以同时传输TE，TM模式，但是液相外延法制备的光波导尺寸不大，转换效率受到一定 的限制。

发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提出一种光信号的传输方法及装置， 用于解决现有技术中的光路构建困难、系统稳定性差、转换效率不高的问题。一方面，本发明实施例提供一种光信号的传输方法，所述方法包括将激射产生的泵浦光与接收的信号光进行正向复用生成正向复用光，对所述的正 向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束；将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束分解成泵浦光、TE 模式信号光和TM模式转换闲频光；将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式转换闲频光转换 为TE模式转换闲频光；将所述泵浦光、TM模式信号光和TE模式转换闲频光进行反向复用生成反向复用 光，对所述的反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频 光的反向光束；将所述的TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束分解成泵浦光、TE 模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。另一方面，本发明实施例还提供一种光信号的传输装置，所述装置包括第一复用解复用单元，用于将激射产生的泵浦光与接收的信号光进行正向复用生 成正向复用光；匹配单元，用于对所述的正向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频 光和TE模式信号光的正向光束；第二复用解复用单元，用于将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的 正向光束分解成泵浦光、TE模式信号光和TM模式转换闲频光；旋光单元，用于将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式 转换闲频光转换为TE模式转换闲频光；第二复用解复用单元，还用于将所述泵浦光、TM模式信号光和TE模式转换闲频光 进行反向复用生成反向复用光；所述匹配单元，进一步用于对所述的反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模 式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束；第一复用解复用单元，还用于将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式转换闲 频光的反向光束分解成泵浦光、TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。本发明实施例的有益效果在于，通过旋光实现了光的TE模式和TM模式自动同步； 具有系统稳定、光路构造简单、转换效率高的优点。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术一提供的光信号的传输装置的示意图；图2为现有技术二提供的光信号的传输装置的示意图；图3为本发明实施例一提供的光信号的传输方法的流程图；图4为本发明实施例一提供的基于差频二阶非线性效应的泵浦光与光信号进行 准相位匹配的示意图；图5为本发明实施例一提供的基于级联倍频和差频的二阶非线性作用的泵浦光 与光信号进行准相位匹配的示意图；图6为本发明实施例一提供的基于级联和频与差频二阶级联非线性效应的泵浦 光与光信号进行准相位匹配的示意图；图7为本发明实施例一提供的光信号的传输方法的流程图；图8为本发明实施例二提供的光信号的传输装置的示意图；图9为本发明实施例二提供的直接键合PPLN光波导；图10为本发明实施例三提供的光信号的传输装置的示意图；图11为本发明实施例四提供的光信号的传输装置的示意图；图12为本发明实施例四提供的光信号的传输装置的结构示意图；图13为本发明实施例四提供的第一复用解复用器的结构示意图；图14为本发明实施例四提供的第二复用解复用器的结构示意图；图15为本发明实施例四提供的单波长选择器的结构示意图；图16为本发明实施例五提供的第一复用解复用器的结构示意图；图17为本发明实施例五提供的第二复用解复用器的的结构示意图；图18为本发明实施例五提供的双波长选择器的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一本发明实施例提供一种光信号的传输方法，以下结合附图对本实施例进行详细说 明。图3所示为本发明实施例提供的光信号的传输方法的流程图。所述方法包括S301 将接收的信号光与激射产生的泵浦光进行正向复用生成正向复用光，对所 述的正向(逆时针)复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式信号 光的正向光束；在本实施例中，泵浦光是在满足激射产生泵浦光的谐振条件时产生。在本实施例中，在步骤S301之前还包括调整泵浦光的偏振态以TM模式输出。在本实施例中，所述将激射产生的泵浦光与外部接收的信号光进行准相位匹配是指沿泵浦光传播方向，周期性地对信号光进行调制；准相位匹配技术使得相互作用光波 因传播常数不同引起的波矢失配得到周期性的校正和补偿，从而使得非线性效应产生的新 光场能够有效叠加不断增强，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束。图 4 为基于差频(DFG，Difference frequency generation) 二阶非线性效应的 泵浦光与光信号进行准相位匹配的示意图。其中，泵浦光和信号光同时输入进PPLN光波 导中，泵浦光和信号光满足准相位匹配条件(Quasi-phaseMatchJPM)，在PPLN光波导中发 生基于差频非线性相互作用，产生转换闲频光，在Qi = ωρ-ω3的通常情况下泵浦光位于 0. 77 μ m波段，信号光和转换闲频光位于1. 55 μ m波段。根据能量守恒原理，泵浦光，信号光 和转换闲频光的波长满足以下关系DFGJ/Aj = 1/λρ-1/λ3θ其中，Xi为转换闲频光波长，入5为泵浦光波长，λ 3为信号光波长；ω为频率坐 标轴，(Oi为转换闲频光的频率，ωρ为泵浦光的频率，为信号光的频率。图5为基于级联倍频和差频(cascaded harmonic and difference-frequencygeneration, SHG+DFG))的二阶非线性作用的泵浦光与光信号进行 准相位匹配的示意图。其中，泵浦光和信号光两波同时输入进PPLN光波导中，泵浦光位于 级联倍频的QPM波长处，发生级联倍频效应产生倍频光，coSH = 2ωρ倍频光与信号光发生 Dre相互作用生成转换闲频光，在(Oi = (Osh-COsW通常情况下，信号光，泵浦光和转换闲频 光位于1. 5 μ m波段，倍频光位于0. 77 μ m波段。根据能量守恒原理，泵浦，信号光，倍频光， 转换闲频光的波长满足以下关系SHG :1/λ5Η = 2/λρ ；DFG :1/λ j = 1/ λ SH_1/ λ s。其中，Xsh为倍频光波长，λ 5为泵浦光波长，λ 3为信号光波长，Xi为转换闲频光 波长；ω为频率坐标轴，《SH为倍频光的频率，ωρ为泵浦光的频率，为信号光的频率， QiS转换闲频光的频率。图6为基于级联和频与差频(cascaded sum and difference-frequencygeneration, SFG+DFG) 二阶级联非线性效应的泵浦光与光信号进行 准相位匹配的示意图。其中，第一泵浦光，第二泵浦光，信号光三束光同时输入进PPLN光波 导中，第一泵浦光和第二个泵浦光满足和频(sre)过程的准相位匹配条件，发生和频反应， 产生和频光《SF= ωρ1-ωρ2，与此同时，信号光与和频光发生差频相互作用得到转换闲频光 Coi= COsf-COs0通常情况下，第一泵浦光、第二泵浦光、信号光和转换闲频光位于1.55μπι 波段处，和频光位于0. 77 μ m波段处。根据能量守恒原理，信号光、第一泵浦光、第二泵浦光 和频光以及转换闲频光的波长满足以下关系式SFG 1/ λ SF = 1/ λ ρ1+1/ λ ρ2 ；Dre=IZXi = IZXsH-IZXs;SFG+DFG :1/λ j = 1/λ ρ1+1/ λ ρ2-1/ λ s。其中，λ ρ1为第一泵浦光的波长，λ p2为第二个泵浦光的波长，Xs为信号光的波 长，λ SF为和频光的波长，λ i为转换闲频光的波长；ω为频率坐标轴，ωρ1为第一泵浦光的 频率，ωρ2为第二个泵浦光的频率，为信号光的频率，coSF为和频光的频率，Oi为转换闲 频光的频率。
以上图4至图6所列举的准相位匹配方法只是举例说明，本实施例并不以此作为 限制。S302:将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束分解成泵浦 光、TE模式信号光和TM模式转换闲频光；在本实施例中，在步骤S302之后还包括对所述的分解成泵浦光、TE模式信号光 和TM模式转换闲频光中的泵浦光进行波长选择，所述波长用于传输所述接收到的信号光。在本实施例中，选择泵浦光的波长之后还包括将所述的分解成泵浦光、TE模式 信号光和TM模式转换闲频光中的泵浦光进行增益放大。由于对泵浦光进行放大增益能够 抵消泵浦光的消耗，从而保证有足量泵浦光进行传输。S303 将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式转换闲频 光转换为TE模式转换闲频光；在本实施例中，步骤S303中对光的模式进行转换是通过旋光来实现的。S304 将所述泵浦光、TM模式信号光和TE模式转换闲频光进行反向(顺时针)复 用生成反向复用光，对所述的反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和 TE模式转换闲频光的反向光束；S305 将所述的TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束分解成泵浦 光、TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。图7所示为本发明另一实施例提供的光信号的传输方法的流程图。在本实施例 中，如图7所示，所述方法还包括S306 对分解出的TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光进行过滤。在本实施例中，由于信号光在实际应用中并不能够完全利用，致使分解出的TE模 式转换闲频光和TM模式转换闲频光中还残留有少量信号光，所以，此处的过滤是将残留的 少量信号光过滤掉，得到TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。本发明实施例的有益效果在于，通过旋光实现了光的TE模式和TM模式自动同步； 无需昂贵的外腔激光器提供泵浦光；具有系统稳定、光路构造简单、转换效率高的优点。实施例二本发明实施例还提供一种光信号的传输装置，以下结合附图对本实施例进行详细 说明。图8所示为本发明实施例的光信号的传输装置的示意图，所述装置包括第一复 用解复用单元801，匹配单元802，第二复用解复用单元803，旋光单元804，其中第一复用解复用单元801用于将接收的信号光与激射产生的泵浦光进行正向复 用生成正向复用光，并将所述正向复用光传输至匹配单元802。在本实施例中，泵浦光是在满足激射产生泵浦光的谐振条件时激射产生。在本实施例中，所述第一复用解复用单元801可为复用解复用器，所述复用解复 用器包括3个端口，其中，第一端口用于接收从光环形器输入的信号光；第二端口用于接收 激射产生的泵浦光；第三端口用于将根据所述信号光和泵浦光生成的正向复用光传输至匹 配单元802。匹配单元802用于对所述的正向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲 频光和TE模式信号光的正向光束，并将所述正向光束传输至第二复用解复用单元803。
在本实施例中，所述匹配单元802可以为PPLN光波导。所述PPLN光波导可以采用 直接键和技术制备。采用直接键和技术制备得到的PPLN光波导对光场有很强的限制作用， 并且采用直接键和技术制备得到的PPLN光波导同时支持TM、TE模式的光传输。图9为本 发明实施例二提供的直接键合PPLN光波导，其中，图9中的“0”为坐标原点，“X”，“y”，“z” 为坐标轴，此光波导的衬底为铌酸锂晶片，波导层为Z切周期极化的掺锌铌酸锂晶片，衬底 和波导层通过直接键合工艺制作。再通过钻石划片将其切割为脊形波导结构。实际上在本 发明实例中使用其他能够同时传输TE和TM模式的光波导也可以解决偏振相关的问题，但 是由于PPLN光波导既可传输TM模式，又可传输TE模式，而且对信号光和泵浦光的限制作 用很好，可以使光集中在波导里传输，有利于提高转换效率，所以优先考虑使用PPLN光波 导。信号光和泵浦光在PPLN光波导中发生差频反应，为了实现有效的波长转换，这就要求 PPLN光波导的极化周期Λ必须同时满足差频过程中的准相位匹配条件。第二复用解复用单元803用于接收从匹配单元802传输的包含TM模式转换闲频 光和TE模式信号光的正向光束，并将所述正向光束分解成泵浦光、TE模式信号光和TM模 式转换闲频光传输至旋光单元804。在本实施例中，所述第二复用解复用单元803可为复用解复用器，所述复用解复 用器包括3个端口，其中，第一端口用于接收匹配单元802输入的所述包含TM模式转换闲 频光和TE模式信号光的正向光束，并将所述正向光束进行解复用，分解成泵浦光、TE模式 信号光和TM模式转换闲频光；第二端口用于输出所述泵浦光；第三端口用于输出所述TM 模式的转换闲频光和TE模式信号光。旋光单元804用于接收从第二复用解复用单元803传输的TE模式信号光和TM模 式转换闲频光，并将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式转换闲 频光转换为TE模式转换闲频光。在本实施例中，所述旋光单元804为法拉第旋光单元，例如法拉第旋光镜。所述 旋光单元804接收从第二复用解复用单元803的第三端口输出TM模式的转换闲频光和TE 模式信号光，将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式转换闲频光 转换为TE模式转换闲频光。所述的旋光单元804将TM模式信号光和TE模式转换闲频光从第二复用解复用单 元803的第三端口传入所述的第二复用解复用单元802。所述的第二复用解复用单元802还用于将所述泵浦光、TM模式信号光和TE模式 转换闲频光进行反向复用生成反向复用光，并将所述的反向复用光从第二复用解复用单元 803的第一端口输出传送到所述的匹配单元802。匹配单元802进一步用于进行对所述的反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM 模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束，然后将所述的包含TM模式转换闲频光 和TE模式转换闲频光的反向光束传输到所述的第一复用解复用单元801的第三端口进行
解复用。所述的第一复用解复用单元801还用于将分解成泵浦光、TE模式转换闲频光和TM 模式转换闲频光。其中，第一复用解复用单元801的第二端口输出泵浦光，第一复用解复用 单元801的第一端口输出TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光至光环形器。本发明实施例的有益效果在于，使用旋光单元实现了光的TE模式和TM模式自动同步；泵浦光由包含PPLN光波导的环形腔激光器激射产生，能够无需昂贵的外腔激光器提 供泵浦光，提供了系统的性能，具有系统稳定、光路构造简单、转换效率高的优点。实施例三本发明实施例还提供一种光信号的传输装置，以下结合附图对本实施例进行详细 说明。图10所示为本发明实施例的光信号的传输装置的示意图，本实施例的光信号传 输装置除了包括前述实施例二的各组成部分之外，还包括过滤单元805，偏正控制单元 806和光放大单元807，其中过滤单元805用于对反向解复用后分解出的信号光、TE模式转换闲频光和TM模 式转换闲频光进行过滤，得到TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。在本实施例中，由于信号光在实际应用中并不能够完全利用，致使分解出的TE模 式转换闲频光和TM模式转换闲频光中还残留有少量信号光，所以，此处的过滤是将残留 的少量信号光过滤掉，得到TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。在本实施例中，所述过滤单元805可以为过滤器。偏正控制单元806用于调整泵浦光的偏振态以TM模式输出。在本实施例中，所述偏正控制单元806可以为偏正控制器。光放大单元807用于将所述的第二复用解复用单元分解出的泵浦光进行增益放 大。在本实施例中，所述光放大单元807可以为半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，S0A)。所述光放大单元807将所述的分解成泵浦光、TE模式信号光和 TM模式转换闲频光中的泵浦光进行增益放大。由于对泵浦光进行放大增益能够抵消泵浦光 的消耗，从而保证有足量泵浦光进行传输。本发明实施例的有益效果在于，泵浦光由包含PPLN光波导的环形腔激光器激射 产生，而无需昂贵的外腔激光器提供泵浦光；偏正控制单元调整泵浦光的偏振态以TM模式 输出；采用光放大单元对泵浦光进行增益放大，从而保证有足量泵浦光进行传输；具有系 统稳定、光路构造简单、转换效率高的优点。实施例四本发明实施例还提供一种光信号的传输装置，以下结合附图对本实施例进行详细 说明。图11所示为本发明实施例提供的光信号的传输装置的示意图。本实施例的光信 号传输装置除了包括前述实施例二或实施例三的各组成部分之外，还包括波长选择单元 808，用于选择泵浦光的波长。图12为本发明实施例提供的光信号的传输装置的结构示意图。在本实施例中，如 图12所示，1201为光环形器，信号光从所述光环形器输入至第一复用解复用器1202。图11 中的旋光单元803具体为法拉第旋光镜1205，图11中的滤波单元805具体为滤波器1209 ； 图11中的第一复用解复用单元801为第一复用解复用器1202，第一复用解复用器1202的 第一端口为2-1，第一复用解复用器1202的第二端口为2-2，第一复用解复用器1202的第 三端口为2-3 ；图11中的匹配单元802为PPLN光波导1203 ；图11中的第二复用解复用单 元801为第一复用解复用器1204，第一复用解复用器1202的第一端口为2_1，第二复用解复用器1204的第二端口为2-2，第二复用解复用器1204的第三端口为2_3 ；图11中的波长 选择单元808为波长选择器1206 ；图11中的光放大单元807具体为半导体光放大器1207 ； 图11中的偏正控制单元806具体为偏正控制器1208。在本实施例中，由第一复用解复用器1204，PPLN光波导1203，第二复用解复用器 1204，波长选择器1206，半导体光放大器1207和偏正控制器1208共同组成环形腔激光器。 当所述环形腔激光器满足激射产生泵浦光的谐振条件时，能够激射产生泵浦光。图13所示为第一复用解复用器的结构示意图。所述第一复用解复用器1202由一 个一对三光波分复用器13a和一个一对二的光波分复用器13b级联构成。图14所示为第二复用解复用器的结构示意图。所述第二复用解复用器1204由一 个一对三光波分复用器14a和一个一对二的光波分复用器14b级联构成。图15所示为本发明实施例提供的波长选择器的结构示意图。在本实施例中，波长 选择器1206为单波长选择器，它由第一可调光衰减器15a和第一可调滤波器15b组成，光 波在单波长选择器中可以双向传输。第一可调滤波器15b用以选择需要的波长，例如，本实 施例中选择输出波长的光，第一可调衰减器15a用以适当调节选中波长对应激射光在环形 腔中的损耗进而控制激射泵浦光的光功率，可调光衰减器15a和可调滤波器15b的位置可 以互换。本发明实施例的有益效果在于，泵浦光由包含PPLN光波导的环形腔激光器激射 产生，而无需昂贵的外腔激光器提供泵浦光；偏正控制单元调整泵浦光的偏振态以TM模式 输出；所述光放大单元泵浦光进行增益放大；通过使用单波长选择器对泵浦光的波长进行 选择；具有系统稳定、光路构造简单、转换效率高的优点。实施例五本发明实施例还提供一种光信号的传输装置，以下结合附图对本实施例进行详细 说明。本实施例的光信号的传输装置与实施例四的组成基本相同，不同的是，在本实施 例中，图11中的波长选择单元808为双波长选择器1206。如图16所示为本发明实施例提供的波长选择器的结构示意图。两组可调光衰减 器16a和可调滤波器16b串联后再并联，再与耦合器16c串联组成多波长选择器。可调衰 减器16a用以适当调节选中波长对应激射光在环形腔中的损耗进而控制激射泵浦光的光 功率，可调光衰减器16a和可调滤波器16b的位置可以互换。此外，由于采用了双波长选择器，第一复用解复用单元和第二复用解复用单元在 实现中有如下不同。图17所示为第一复用解复用器的结构示意图。所述第一复用解复用器1202由一 个一对四的光波分复用器17a和两个一对二的光波分复用器17b级联构成。第一复用解复 用器1202的第一端口为2-1，第一复用解复用器1202的第二端口为2_2，第一复用解复用 器1202的第三端口为2-3。图18所示为第二复用解复用器的结构示意图。所述第二复用解复用器1204由一 个一对四的光波分复用器18a和两个一对二的光波分复用器18b级联构成。本发明实施例的有益效果在于，泵浦光由包含PPLN光波导的环形腔激光器激射 产生，而无需昂贵的外腔激光器提供泵浦光；偏正控制单元调整泵浦光的偏振态以TM模式输出；所述光放大单元泵浦光进行增益放大；通过使用双波长选择器对泵浦光的波长进行 选择；具有系统稳定、光路构造简单、转换效率高的优点。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通 过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发 明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失 性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设 备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的单元或流 程并不一定是实施本发明所必须的。本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的单元可以按照实施例描述进行分 布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上 述实施例的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上实施例，只是本发明优选的具体实施方式
，所属领域的技术人员在本发明实 施例的技术方案内进行的通常变化、更改或者替换都应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种光信号的传输方法，其特征在于，所述方法包括将接收的信号光与激射产生的泵浦光进行正向复用生成正向复用光，对所述的正向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束；将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束分解成泵浦光、TE模式信号光和TM模式转换闲频光；将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式转换闲频光转换为TE模式转换闲频光；将所述泵浦光、TM模式信号光和TE模式转换闲频光进行反向复用生成反向复用光，对所述的反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束；将所述的TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束分解成泵浦光、TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括对分解出的TE模式 转换闲频光和TM模式转换闲频光进行过滤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括调整泵浦光的偏振态 以TM模式输出。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括将所述的分解成泵浦 光、TE模式信号光和TM模式转换闲频光中的泵浦光进行增益放大。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括选择泵浦光的波长， 所述波长用于传输所述接收到的信号光。
6.一种光信号的传输装置，其特征在于，包括第一复用解复用单元，用于将接收的信号光与激射产生的泵浦光进行正向复用生成正 向复用光；匹配单元，用于对所述的正向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和 TE模式信号光的正向光束；第二复用解复用单元，用于将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向 光束分解成泵浦光、TE模式信号光和TM模式转换闲频光；旋光单元，用于将所述TE模式信号光转换为TM模式信号光，并将所述的TM模式转换 闲频光转换为TE模式转换闲频光；第二复用解复用单元，还用于将所述泵浦光、TM模式信号光和TE模式转换闲频光进行 反向复用生成反向复用光；所述匹配单元，进一步用于对所述的反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转 换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束；第一复用解复用单元，还用于将所述的包含TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光 的反向光束分解成泵浦光、TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括过滤单元，用于对分 解出的TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光进行过滤。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括偏正控制单元，用于 调整泵浦光的偏振态以TM模式输出。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括光放大单元，用于将 所述的第二复用解复用单元分解出的泵浦光进行增益放大。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括波长选择单元，用于 选择泵浦光的波长。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述的波长选择单元包括单波长选择 单元或双波长选择单元。
全文摘要
本发明实施例提供一种光信号的传输方法及装置。该方法包括将接收的信号光与激射产生的泵浦光正向复用生成正向复用光，对正向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式信号光的正向光束；将正向光束分解成泵浦光、TE模式信号光和TM模式转换闲频光；将TE模式信号光转换为TM模式信号光，将TM模式转换闲频光转换为TE模式转换闲频光；将泵浦光、TM模式信号光和TE模式转换闲频光反向复用生成反向复用光，对反向复用光进行准相位匹配，生成包含TM模式转换闲频光和TE模式转换闲频光的反向光束；将反向光束分解成泵浦光、TE模式转换闲频光和TM模式转换闲频光。本技术方案具有系统稳定、光路构造简单的优点。
文档编号G02F1/35GK101989024SQ20091016135
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者周钰杰, 孙军强, 方圆圆 申请人:华中科技大学;华为技术有限公司