新型光控动态全光缓存整形器的研究

为解决传统缓存器研制方案的不足，我们基于耗散光学的时空非互易性，深入研究光栅耦合器在增益/损耗作用下的工作机理，构建包含折射率、增益、损耗复合调制下完整的耦合理论模型。设计出一种具有高光敏性的双包层掺铒光纤，采取巧妙的侧面泵浦注入方式在光栅耦合区轴向引入高效增益和非线性效应，并利用独创的缓变非对称熔融预拉伸技术，开发全新的、简单易行的光栅耦合器制作过程，研制一种具有非互易耦合特性的新型复合光栅耦合器。在此基础上，通过泵浦光对信号光脉冲存入、提取和整形的灵活调控，实现基于复合光栅非互易耦合的新型光控动态全光缓存整形器，该器件构思新颖、制作简单、成本低廉，对避免不同用户间的网络竞争，降低目前的网络拥塞，推动全光网络的发展将具有重要的研究和社会意义。

提高传输速率和吞吐能力，向高速和超高速网络发展，一直是技术和市场追求的目标。然而与超大容量光传输明显不匹配的是，信息的交换和处理速度仍较低，很容易造成不同用户间的网络竞争引起拥塞，全光缓存整形器是解决这一问题的有效手段。但是，目前基于延长光路长度或减慢光速方案的全光缓存器在每比特能耗、体积、成本等方面具有明显的不足。本项目通过查阅大量文献，在深入了解国内外关于全光缓存整形器最新进展和研究动态的基础上，对几种可能采取的方案进行了比较和优化设计，提出并论证了基于复合光栅非互易耦合的光控动态全光缓存整形器的可行性和创新性。. 在理论方面，我们基于耗散光学的时空非互易性，深入研究光栅耦合器在增益/损耗作用下的工作机理，构建包含折射率、增益、损耗复合调制下完整的耦合理论模型，对模式耦合理论的适用范围进行了扩展。在实践方面，我们设计出一种具有高光敏性的双包层掺铒光纤，采取巧妙的侧面泵浦注入方式在光栅耦合区轴向引入高效增益和非线性效应，并利用独创的缓变非对称熔融预拉伸技术和自缠绕耦合工艺，研制出一种基于复合调制光栅耦合器和自闭光纤环的新型光控动态全光缓存整形器。在此基础上，设计出一种简单的手动应力损耗调节装置，从而与泵浦光增益相互配合灵活调控，在单方向非互易功率耦合机理下，实现光脉冲的灵活存入和提取，在非线性效应下将信号光脉冲从高斯型整形成方型。该全光缓存整形器构思新颖、制作简单、成本低廉，对推动全光网络的发展将具有重要的研究和社会意义。. 本项目研究工作基本按照原计划进行，在实施期间获得：(1) 3项国家发明专利授权, (2) 2项软件著作权，(3)在国内外高水平学术期刊上已发表学术论文16篇，其中SCI或EI检索10篇，(4) 培养研究生5人。