全光波长变换器的研究现状
1. 概述
全光波长变换器的功能是将信号从一个波长变为另一个波长而不需要变换到电域，因此具有高速、宽带、透明(与信号格式无关)的特点。
2. 实现技术的研究现状
目前, 波长转换器主要应用于波分复用和全光网中。在波分复用系统中, 为了利用原有的设备和光纤线路, 充分利用系统资源, 在原来1550nm或者1310nm的光端机的输出端口加上一个波长转换器, 使其输出的光信号无失真转换到另外一个波长上, 再将这些不同波长的各路信号复用到一根光纤中进行传输, 提高了频带的利用率。还可以利用波长转换器, 使工作在1310nm的激光器发出的信号光可以转换成另外窗口（1550nm）的信号光在光纤进行传输, 在利用原有设备的基础上方便进行系统的升级换代。在全光网中, 信号光为了完成信号的传输, 要进行波长和路由波长的选择, 波长转化器就起到了这个作用。由一路光信号λ1可以很容易地转换到另外的一个波长λ2、λ3等, 若多个波长转换器级联起来就变成了全光波长交换机, 实现了在全光范围内的路由功能。
表1 全光波长变换器实现技术 序号 1 实现方式 主要性能指标 比特率100Gb/s 比特率40Gb/s 发表时间 2012年 研究机构 说明 基于SOA中XGM，XPM效应的全光波长变换研究 基于SOA中XGM，XPM效应的全光波长变换研究 四波混频效应在Radio-over-Fiber系统和全光波长变换中的应用研究 交叉增益调制 天津大学 2 交叉相位调制 2012年 天津大学 3 四波混频效应 比特率40Gb/s 2011年 湖南大学
2.1第一种实现原理[1]
实现原理简介：强度调制信号导致半导体光放大器的增益饱和, 从而调制半导体光放大器的增益。当一连续波探测光经过半导体光放大器时, 将收到此增益变化的调制, 因此将携带与输入信号相同的强度调制信息。信号光和探测光有两种传输形式：同向传输与反向传输, 反向传输的优点就是不必像同向传输需要输出光滤波器, 并且可以实现相同波长转换。
图1 原理图
2.2 第二种实现原理[2]
实现原理简介：利用半导体光放大器激活介质层折射率随载流子密度变化这一规律。将探测光分为两束相干光, 信号光利用交叉相位调制效应对其中一束进行调制相位变化而达到波长转换的目的。实现相位干涉一般采用马赫一曾德干涉议、麦克尔逊干涉议等。
2.3第三种实现原理[2]
泵浦激光器和探测激光器分别注入两束激光, 泵浦光的波长为光纤的零色散中心波长入。, 在入。的长波或短波方向上输入载有调制信号的光波, 由于两光波满足相位匹配条件, 能够在探测光的另一边获得FMW新光波最后滤除泵浦光和信号光, 就可以在探测器上检测到转换后的新光波信号。
3. 结论
全光波长转换器件是未来全光通信和宽带网络的一个关键部件, 许多的研究者已经进行了大量的工作, 但网络中可以使用的全光波长转换技术还有待于取得突破性进展。基于半导体激光器、光纤、差频或者光交叉吸收调制效应技术为基础的AOWC存在着诸多的缺点, 而且各个方面的性能难以同步提高, 因此目前基于这些技术的转换器距使用还存在一定的距离。基于SOA的AOWC器件以其结构简单、转换速率高、响应速度快、转换范围宽、体积小、易于集成等优点, 为这种波长转换器的实际应用开辟了广阔的前景, 目前也成为了全光波长转换器的主流方向.其中, 基于SOA的XPM-AOWC已经相对成熟, 其研究重点为光学集成基于SOA-FMW的转换器不仅可以实现多波长同时转换, 有效地对系统进行色散补偿, 另外还具有调制方式、码速率透明、转换速率高、转换范围宽等优点, 使其成为转换技术研究的重点。
Reference：
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