一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及全光信号处理技术领域，尤其是一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置，包括光源部分和光纤斐索干涉仪两部分，光源部分包括第一激光器和第二激光器；第一激光器发出的信号光依次经过第一偏振控制器和第一波分复用器进入被测的半导体光放大器SOA；第二激光器发出的控制光经过调制器后依次经过第二偏振控制器和第一波分复用器同时进入被测的半导体光放大器SOA；从半导体光放大器SOA输出的光进入第二波分复用器；后进入光纤斐索干涉仪，根据干涉结果计算被测SOA的线宽增强因子。本实用新型专利技术结构简单，对外界不敏感，测量精度高，另外，在测量非线性相移和线宽增强因子时对信号光、控制光功率和偏置电流不做限制，适用范围较广。

A device for measuring linewidth enhancement factor of SOA

【技术实现步骤摘要】
一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置
本技术涉及全光信号处理
，尤其涉及一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置。
技术介绍
半导体光放大器(SOA)具有功耗小、易集成和非线性效应显著的特点，是全光信号处理中重要的基础器件。交叉相位调制(XPM)是半导体光放大器的光-光互作用之一，已用于全光缓存、全光开关、以及异或门等光信号处理器件。SOA中交叉相位调制的研究多集中在应用方面，其机理方面的研究较少，且这些研究一般仅考虑影响交叉相位调制某些因素。SOA的交叉相位调制是一个复杂的物理过程，这种调制产生的非线性相移与信号光、控制光和偏置电流都有关系，为此，需要测量SOA的交叉相位调制产生的相移，目前测量此相移的方法有两种，一种是马赫-曾德尔干涉测量法，另一种是光谱分析法。考虑到马赫-曾德尔干涉对环境敏感，测量结果易受外界因素影响，光谱分析法的实验结构复杂。因此，我们提出一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：设计一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置，包括光源部分、待测半导体光放大器SOA、光纤斐索干涉仪；所述光源部分包括用于发出波长为λ1信号光的第一激光器LD1和用于发出波长为λ2控制光的第二激光器LD2；所述第一激光器LD1发出的λ1信号光通过光纤依次经过第一偏振控制器PC1和第一波分复用器WDM1进入被测半导体光放大器SOA；所述第二激光器LD2发出的λ2控制光通过光纤经过调制器将连续光变为脉冲光后，再依次经过第二偏振控制器PC2和第一波分复用器WDM1进入被测半导体光放大器SOA；所述调制器上连接有用于调制信号的码型发生器PPG；所述λ1信号光和λ2控制光通过第一波分复用器WDW1合束后经过被测半导体光放大器SOA输出后经过用于滤波的第二波分复用器WDM2，第二波分复用器WDM2的光输出端通过光纤与所述光纤斐索干涉仪的输入端连接；所述光纤斐索干涉仪内设有用于接收光的环行器，环行器设有第一端口、第二端口和第三端口；所述第一端口与第二波分复用器WDM2的输出端相连接，用于接收第二波分复用器WDM2滤出后的光；所述环行器的第二端口的一侧依次连接具有一定部分反射/部分透射的自聚焦透镜和用于反射光线的反射镜；所述环行器的第三端口的一侧通过光纤连接用于检测干涉信号的光电探测器，其后连接用于记录波形及相应数据的高速示波器。优选地，经过所述被测半导体光放大器SOA增益G引起的相移为：其中，βc为SOA的线宽增强因子。优选地，当λ2光分别为“0”和“1”时，所述半导体光放大器SOA的增益分别为G1和G2；则λ1光的相移分别为这样经过λ2光的调制后，λ1光的相位变化为：优选地，所述自聚焦透镜的表面是一个部分反射表面，到达透镜表面的光一部分被反射、一部分透射，在自聚焦透镜表面上的反射光为一次反射光，而透射光照射到反射镜后又被反射再回到自聚焦透镜中的为二次反射光；设未被调制的信号光进入自聚焦透镜后，电场的复振幅为则一次和二次反射光电场的复振幅分别为：其中，A1＝r1A10，r1和t1分别为自聚焦透镜的反射率和透射率，r2为反射镜的反射率，τ为二次反射光对一次反射光的时间延迟，τ＝2L/c，ω10为信号光的角频率；设调制的信号光进入所述自聚焦透镜后，电场的复振幅为则一次和二次反射光电场的复振幅分别为：其中，A3＝r1A20，由于一次和二次反射光的干涉包括：E1和E2、E3和E4、E1和E4、E2和E3之间的干涉，因此利用光电探测器的平方检测特性，得到上述干涉的干涉信号强度分别为：其中，P1、P3分别表示未调制和调制时一次反射光的反射光强，P2、P4为二次反射光的反射光强。优选地，调整自聚焦透镜与反射镜之间的距离L，使ω0τ＝π，则cos(ω0τ)＝-1，因此上述干涉信号强度的公式可进一步写为：优选地，利用高速示波器测得斐索干涉仪输出的波形，并读取其中的4个量P12、P34、P14、P23，通过遮挡二次反射信号又可获得一次反射信号的P1和P3值，然后利用上述公式反算出即可求出线宽增强因子βc。本技术提出的一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置，有益效果在于：(1)、本技术基于光纤斐索干涉仪的实验系统，通过SOA的交叉相位调制特性，得到了信号光、控制光功率和偏置电流对SOA的交叉相位调制产生的非线性相移的影响，并得到了时的相位调制面，另外还得到了不同条件下SOA的线宽增强因子及其变化规律。(2)、本技术与现有技术的实验相比，本技术提出的实验装置结构简单，对外界环境影响不敏感，测量精度高，另外，在测量非线性相移和线宽增强因子βc时对信号光、控制光功率和偏置电流不做限制，适用范围较广，为更全面的研究SOA的非线性特性提供了新的测量装置。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中关于实施例输入信号功率与时间的波形图；图3是本技术中关于实施例输入控制功率与时间的波形图；图4是本技术中关于实施例信号功率与时间的波形图；图5是本技术中关于实施例干涉功率与时间的波形图；图6是本技术中关于实施例不同信号光功率下，非线性相移随偏置电流变化图；图7是本技术中关于实施例不同控制光功率下，非线性相移随偏置电流变化图；图8是本技术中关于实施例线宽增强因子随偏置电流的变化图。图中标记为：1-第一激光器LD1、2-第二激光器LD2、3-第一偏振控制器PC3、4-第二偏振控制器PC4、5-调制器、6-码型发生器PPG、7-第一波分复用器WDM1、8-待测的半导体光放大器SOA、9-第二波分复用器WDM2、10-光纤斐索干涉仪、11-环行器、12-环行器的第一端口、13-环行器的第二端口、14-环行器的第三端口、15-自聚焦透镜、16-反射镜、17-光电探测器、18-高速示波器。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置，其特征在于，包括光源部分、被测半导体光放大器SOA(8)、光纤斐索干涉仪(10)；/n所述光源部分包括用于发出波长为λ

【技术特征摘要】
1.一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置，其特征在于，包括光源部分、被测半导体光放大器SOA(8)、光纤斐索干涉仪(10)；
所述光源部分包括用于发出波长为λ1信号光的第一激光器LD1(1)和用于发出波长为λ2控制光的第二激光器LD2(2)；
所述第一激光器LD1(1)发出的λ1信号光通过光纤依次经过第一偏振控制器PC1(3)和第一波分复用器WDM1(7)进入被测半导体光放大器SOA(8)；
所述第二激光器LD2(2)发出的λ2控制光通过光纤经过调制器(5)将连续光变为脉冲光后，再依次经过第二偏振控制器PC2(4)和第一波分复用器WDM1(7)进入被测半导体光放大器SOA(8)；
所述调制器(5)上连接有用于调制信号的码型发生器PPG；
所述λ1信号光和λ2控制光通过第一波分复用器WDW1合束后经过被测半导体光放大器SOA(8)输出后经过用于滤波的第二波分复用器WDM2(9)，第二波分复用器WDM2(9)的光输出端通过光纤与所述光纤斐索干涉仪(10)的输入端连接；
所述光纤斐索干涉仪(10)内设有用于接收光的环行器(11)，环行器(11)设有第一端口(12)、第二端口(13)和第三端口(14)；
所述第一端口(12)与第二波分复用器WDM2(9)的输出端相连接，用于接收第二波分复用器WDM2(9)滤出后的光；
所述环行器(11)的第二端口(13)的一侧依次连接具有一定部分反射/部分透射的自聚焦透镜(15)和用于反射光线的反射镜(16)；
所述环行器(11)的第三端口(14)的一侧通过光纤连接用于检测干涉信号的光电探测器(17)，其后连接用于记录波形及相应数据的高速示波器(18)。


2.根据权利要求1所述的一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置，其特征在于，经过所述被测半导体光放大器SOA(8)增益G引起的相移为：



其中，βc为SOA的线宽增强因子。


3.根据权利要求1所述的一种测量半导体光放大器SOA线宽增强因子的装置，其特征在于，当λ2光分别为“0”和“1”时，所述半导体光放大器SOA(8)的增益分别为G1和G2；
则λ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴重庆，
申请(专利权)人：南京恒高光电研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32