基于非线性偏振旋转效应的全光加法和减法器

摘要

一种基于非线性偏振旋转效应的全光加法和减法器。该全光加法和减法器包括一组输入偏振控制器、一组光衰减器、一个合光器件、一个非线性偏振旋转器件、一个分光器件、一组偏振控制器和一组偏振分束器。其原理是当数据光和直流光同时注入非线性光纤或非线性波导后，光功率变化引入非线性相对相移，从而导致光信号偏振态的旋转。在非线性光纤或波导输出端，通过分光器件和偏振分束器同时滤出多个波长信号的正交偏振态，完成多种基础组合逻辑，并实现全光半加器、半减器、全加器和全减器。本发明直接在光域完成信号的逻辑运算，从而突破电子瓶颈，能够实现Tb/s量级的全光加和减法运算，可应用于高速光信号处理、高速光交换网络等领域。

主权项

一种基于非线性偏振旋转效应的全光加法和减法器，其特征在于，该全光加法和减法器包括一组输入偏振控制器(1)、一组光衰减器(2)、一个合光器件(3)、一个非线性偏振旋转器件(4)、一个分光器件(5)、一组偏振控制器(6)和一组偏振分束器(7)；输入偏振控制器(1)是一个单输入单输出器件，输入偏振控制器的输入端与外界相连，输出端与光衰减器(2)相连，用于控制输入信号的偏振态；光衰减器(2)也是一个单输入单输出器件，光衰减器的输入端与一个输入偏振控制器(1)输出端相连，输出端与合光器件(3)相连，用于控制输入信号的光功率；合光器件(3)是一个多输入、单输出器件，用于将多路光信号合成一路，合光器件的输入端分别与多个光衰减器(2)相连，输出端与非线性偏振旋转器件(4)相连；非线性偏振旋转器件(4)是一个单输入单输出非线性双折射器件，输入端与合光器件(3)相连，输出端与分光器件(5)相连；根据多路输入信号中的“1”码个数的不同，非线性偏振旋转器件中总光功率强度不同，各路输入信号和直流信号随之发生不同程度的偏振态旋转；分光器件(5)是一个单输入多输出器件，用于将原始输入的多路光信号分离，分光器件输入端与非线性偏振旋转器件(4)相连，输出端分别与多个偏振控制器(6)相连；偏振控制器(6)均为单输入单输出器件，偏振控制器的输入端与分光器件相连，输出端与偏振分束器(7)相连，用于调整信号与偏振分束器之间的相对偏振关系；偏振分束器(7)为单输入双输出器件，偏振分束器的输入端与偏振控制器的输出端相连，输出端作为全光加法和减法器的输出，用于将各路输入光信号分解成为两个正交的线偏振态光信号输出，即分别成为X偏振态和Y偏振态。