基于光子晶體光纖Sagnac環的超寬帶全光波長轉換開關
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2 實驗結果及分析
2．1 全光波長轉換開關的實現
首先信號光波長被設定為λc=1500nm，經過EDFA、隔離器，偏振控制器和可調衰減器后，由OC2的一個端口輸入Sagnac環。輸入OC2之前，信號光平均功率約為10dBm。泵浦光由飛秒激光器產生，經過帶寬△λ=1．9 nm，波長λ=1550nm的帶通濾波器，再分別經過EDFA、ISO、PC和VOA后，由OC1的分光比為9的端口輸入Sagnac環。輸入OC1之前，泵浦光的平均功率約為11dBm。
(a)信號光和泵浦光同時輸入后產生的四波混頻光譜圖；(b)只有泵浦光輸入的光譜圖；(c)帶通濾波器濾出的閑頻光光譜；(d)使用示波器測量的泵浦光和閑頻光的時域脈沖；
在Sagnac環的輸出端口，使用光譜儀和示波器同時觀測實驗結果。通過優化實驗系統中的三個PCs，可使得輸出光譜的FWM效應達到最佳狀態，結果如圖2所示。圖2(a)為信號光和泵浦光同時輸入時產生的FWM效應，可以看出，FWM產生的新頻率分量(閑頻光)和信號光對稱分布在1550nm的泵浦光兩側，閑頻光波長為1600 nm。圖2(b)是只有泵浦光輸入的情形，此時沒有FWM效應。圖2(c)是在Sagnac環的輸出端口，使用帶寬為14 nm的帶通濾波器濾出的閑頻光光譜。由圖2(a)可以看出，信號光和泵浦光頻譜均被展寬，這是由于在發生FWM效應的同時，還發生了自相位調制和交叉相位調制。由于PCF光纖具有很高的非線性系數，因此在本論文實驗中很容易滿足交叉相位調制產生的條件：
2γPpl=π (1)
式中γ是光纖的非線性系數，是光脈沖的峰值功率，l是光纖環路長度。值得一提的是，PCF光纖的高非線性系數和平坦的低色散特性可大大降低光纖長度并且可以在C+L波段上忽略走離效應。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175799.htm
產生FWM效應必須滿足如下相位匹配條件：
式中Ωs表示頻率偏移，β2表示群速度色散系數。本文實驗中所使用的PCF光纖的色散變化在1510～1620nm波長范圍內小于1．7ps／nm ／km，可確保在帶寬高達100 nm范圍內產生FWM效應。
圖2(d)是使用示波器同時觀測到的泵浦光和閑頻光的時域脈沖?？梢钥闯鲩e頻光脈沖和泵浦光脈沖的重復頻率都是37MHz，證明它們之間是完全同步的，從而驗證了其全光波長轉換開關特性。但由于非線性光纖環鏡自身具有一定長度(包括PCF光纖和耦合器)，因此閑頻光和泵浦光之間存在一個固定的時延。
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