本发明专利技术提供一种基于间插多相移啁啾取样光纤光栅的多通道色散补偿器，所述多通道色散补偿器的包括输入端、环形器、布拉格光栅区和输出端，其中，布拉格光栅区由m组多相移啁啾取样光纤光栅间插而成；每一组啁啾取样光纤光栅具有相同的取样占空比、取样周期N和光栅总长度。本发明专利技术的间插多相移啁啾取样光纤光栅具有更宽的反射谱包络3dB带宽，更好的反射谱平坦度，更多的通道数以及更好的色散补偿效果。因此在WDM系统中能为更多个通道提供更好效果的色散补偿。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多通道色散补偿器，属于激光
，该色散补偿器是基于间插多相移啁啾取样光纤光栅的一种多通道色散补偿器。
技术介绍
由于不同频率、不同模式、不同偏振模的光信号在光纤中传播的群速度不同，因此光信号在光纤中传输一段距离后会造成脉冲展宽，即色散。色散引起的脉冲展宽会导致相邻脉冲之间出现重叠，从而产生码间干扰，增大误码率。为了消除码间干扰，可以增大脉冲间隔，然而这样会降低传输速率。故需要对光信号进行色散补偿，避免由色散导致的脉冲展宽。色散定义为光源谱宽为1nm时，光脉冲信号传播1km所引起的脉冲展宽ps数。波长1550nm的光波在普通单模光纤中传输存在17ps/(nm·km)的色散。利用啁啾光纤光栅进行色散补偿是一种常用的色散补偿方法。脉冲在光纤中传输一段距离后，短波长分量由于具有较大群速度而集中于脉冲前沿，长波长分量由于具有较小群速度而集中于脉冲后沿，即造成了脉冲的展宽。在均匀布拉格光纤光栅中引入啁啾，使得光栅折射率调制函数的周期不再为常数，而是线性(非线性)变化，即构成线性(非线性)啁啾光纤光栅。若啁啾光纤光栅在靠近入射端拥有较大的周期，在远离入射端拥有较小的周期，根据布拉格条件λ0＝2neffΛ(λ0为布拉格波长，neff为有效折射率，Λ为光栅周期)，长波长分量会在靠近入射端的区域反射，而短波长分量会在远离入射端的区域反射。以此，在布拉格光栅中反射时，拥有较小群速度的长波长分量比拥有较大群速度的短波长分量少走了一段距离，通过合理的设计光栅长度，即可以补偿由于色散造成的脉冲展宽。啁啾光纤光栅拥有良好的色散补偿效果，几厘米的光栅即可补偿几十公里传输产生的色散，显然有利于色散补偿设备的小型化发展。另外由于啁啾光纤光栅制作在光纤上，所以带来的额外损耗比较小。以及近年来光刻工艺的日趋成熟也使得啁啾光纤光栅的制备呈现出制作简便且价格低廉等特点，人们越来越多的采用啁啾光纤光栅进行色散补偿。总长度为L的线性啁啾光纤光栅的结构示意图如图1所示，其反射谱及时延曲线由附图2所示。D.Garthe于1994年提出利用5cm长的线性啁啾光纤光栅对以10Gbit/s传输160km的系统进行色散补偿(Garthe D,Epworth R E,Lee W S,et al.Adjustable dispersion equaliser for 10and 20Gbit/s over distances up to 160km[J].Electronics Letters,1994,30(25):2159-2160.)。W.H.Loh于1995年提出利用10cm长的线性啁啾光纤光栅对以10Gbit/s传输400km的系统进行色散补偿(Loh WH,Laming R I,Gu X,et al.10cm chirped fibre Bragg grating for dispersion compensation at 10 Gbit/s over 400km of non-dispersion shifted fibre[J].Electronics Letters,1995,31(25):2203-2204.)。之后人们又对线性啁啾光纤光栅的特性作出了许多改进，使其色散补偿的能力不断的提高。随着波分复用(WDM)技术的广泛应用，需要在传输系统中同时对多个通道进行相同效果的色散补偿，但由于线性啁啾光纤光栅只有一个通道，且通道带宽一般在1nm以内，对于通道间隔100GHz(0.8nm)的WDM系统来说，其最多对一个通道进行色散补偿。若要对WDM系统进行多通道的色散补偿，则需要使用多个啁啾光纤光栅，每一个啁啾光纤光栅分别对一个通道进行色散补偿。这样做一方面增加了成本，另一方面使得系统变的复杂。普通的取样光纤光栅中，每个取样周期内有光栅段和空白段，光栅段采用均匀光栅。啁啾取样光纤光栅是指对每个取样周期内的光栅周期引入啁啾。采用此种光栅可以同时对WDM系统中多个通道的光信号进行色散补偿。啁啾取样光纤光栅的结构示意图如附图3所示，其反射谱及时延曲线由图4所示，其中Zs为一个取样周期的长度，Zg为一个取样周期内光栅段的长度。J.-X.Cai于1999年提出用30cm长啁啾取样光纤光栅对WDM系统中3个波长间隔为4nm的通道进行色散补偿(Cai J X,Feng K M,Willner A E,et al.Simultaneous tunable dispersion compensation of many WDM channels using a sampled nonlinearly chirped fiber Bragg grating[J].Photonics Technology Letters,IEEE,1999,11(11):1455-1457.)。Z.Pan于2002年提出用啁啾取样光纤光栅对40Gbit/sWDM系统中4个波长间隔为2.5nm的通道进行色散补偿(Pan Z,Song Y W,Yu C,et al.Tunable chromatic dispersion compensation in 40-Gb/s systems using nonlinearly chirped fiber Bragg gratings[J].Journal oflightwave technology,2002,20(12):2239.)。用啁啾取样光纤光栅虽然可以对WDM系统中多信道同时进行色散补偿，但存在的问题是由于采用了取样光栅的形式，所以每个取样周期内都存在大量的空白段，导致光栅的反射率不高，造成的功率损耗较大。若要提高反射率，必须增大光栅的总长度，这样会增加器件的尺寸。另外，由于光栅折射率调制函数采用矩形取样，其对应的反射谱呈sinc函数状，所以反射谱并不平坦，不平坦的反射谱造成各通道对应的反射率差别很大，因此经过色散补偿的反射之后各通道的光功率差别较大。此外，在光栅总长度、各通道反射率和通道间隔不变的要求下，啁啾取样光纤光栅随着通道数T的增加，光栅的折射率调制值Δn0的增加近似正比于通道数T。所以在很高的通道数下，需要的光栅折射率调制值会大到无法完成实际制作。综上，啁啾取样光纤光栅不适用于在通道数较多的WDM系统中进行色散补偿。由于矩形取样的反射谱呈sinc函数状，反射谱不平坦。为了解决此问题，Morten Ibsen于1998年提出了用22.5cm长的sinc函数啁啾取样光纤光栅对WDM系统中波长间隔为1.6nm的4通道进行色散补偿。由于光栅的物理结构和频谱性质互为傅里叶变换，而sinc函数对应的傅里叶变换是矩形函数，所以sinc函数啁啾取样光纤光栅拥有较为平坦的反射谱包络(Ibsen M,Durkin M K,Cole M J,et al.Sinc-sampled fiber Bragg gratings for identical multiple wavelength operation[J].Photonics Technology Letters,IEEE,1998,10(6):842-844.)。为了在此基础上进一步增加反射通道数，西南交通大学赵帅等人于2006年将本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于间插多相移啁啾取样光纤光栅的多通道色散补偿器，所述多通道色散补偿器包括输入端(1)、环形器(2)、布拉格光栅区(3)和输出端(4)，所述环形器(2)具有多个端口；根据环形器(2)的光的传输方向，输入端(1)、布拉格光栅区(3)和输出端(4)分别依序与环形器(2)的多个端口连接，其特征在于布拉格光栅区(3)由m组多相移啁啾取样光纤光栅间插而成；每一组啁啾取样光纤光栅具有相同的取样占空比、取样周期N和光栅总长度。
【技术特征摘要】
1.基于间插多相移啁啾取样光纤光栅的多通道色散补偿器，所述多通道色散补偿器包括输入端(1)、环形器(2)、布拉格光栅区(3)和输出端(4)，所述环形器(2)具有多个端口；根据环形器(2)的光的传输方向，输入端(1)、布拉格光栅区(3)和输出端(4)分别依序与环形器(2)的多个端口连接，其特征在于布拉格光栅区(3)由m组多相移啁啾取样光纤光栅间插而成；每一组啁啾取样光纤光栅具有相同的取样占空比、取样周期N和光栅总长度。2.根据权利要求1所述的多通道色散补偿器，其特征在于每一组啁啾取样光纤光栅具有不同的光栅中心周期Λ。3.根据权利要求1所述的多通道色散补偿器，其特征在于每一组啁啾取样光纤光栅中，N个光栅段的光栅的周期从第1个取样周期线性减小到第N个取样周期。4.根据权利要求3所述的多通道色散补偿器，其特征在于第1组多相移啁啾取样光纤光栅中，N个光栅段的光栅的周期从第1个取样周期开头的Λ1+c1·Zg·N/2线性变化到第N个取样周期结尾的Λ1-c1·Zg·N/2；第2...
【专利技术属性】
技术研发人员：李满，余永林，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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