基于光子晶体光纤Sagnac环的超宽带全光波长转换开关
2 实验结果及分析
2．1 全光波长转换开关的实现
首先信号光波长被设定为λc=1500nm，经过EDFA、隔离器，偏振控制器和可调衰减器后，由OC2的一个端口输入Sagnac环。输入OC2之前，信号光平均功率约为10dBm。泵浦光由飞秒激光器产生，经过带宽△λ=1．9 nm，波长λ=1550nm的带通滤波器，再分别经过EDFA、ISO、PC和VOA后，由OC1的分光比为9的端口输入Sagnac环。输入OC1之前，泵浦光的平均功率约为11dBm。
(a)信号光和泵浦光同时输入后产生的四波混频光谱图；(b)只有泵浦光输入的光谱图；(c)带通滤波器滤出的闲频光光谱；(d)使用示波器测量的泵浦光和闲频光的时域脉冲；
在Sagnac环的输出端口，使用光谱仪和示波器同时观测实验结果。通过优化实验系统中的三个PCs，可使得输出光谱的FWM效应达到最佳状态，结果如图2所示。图2(a)为信号光和泵浦光同时输入时产生的FWM效应，可以看出，FWM产生的新频率分量(闲频光)和信号光对称分布在1550nm的泵浦光两侧，闲频光波长为1600 nm。图2(b)是只有泵浦光输入的情形，此时没有FWM效应。图2(c)是在Sagnac环的输出端口，使用带宽为14 nm的带通滤波器滤出的闲频光光谱。由图2(a)可以看出，信号光和泵浦光频谱均被展宽，这是由于在发生FWM效应的同时，还发生了自相位调制和交叉相位调制。由于PCF光纤具有很高的非线性系数，因此在本论文实验中很容易满足交叉相位调制产生的条件：
2γPpl=π (1)
式中γ是光纤的非线性系数，是光脉冲的峰值功率，l是光纤环路长度。值得一提的是，PCF光纤的高非线性系数和平坦的低色散特性可大大降低光纤长度并且可以在C+L波段上忽略走离效应。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/175799.htm
产生FWM效应必须满足如下相位匹配条件：
式中Ωs表示频率偏移，β2表示群速度色散系数。本文实验中所使用的PCF光纤的色散变化在1510～1620nm波长范围内小于1．7ps／nm ／km，可确保在带宽高达100 nm范围内产生FWM效应。
图2(d)是使用示波器同时观测到的泵浦光和闲频光的时域脉冲。可以看出闲频光脉冲和泵浦光脉冲的重复频率都是37MHz，证明它们之间是完全同步的，从而验证了其全光波长转换开关特性。但由于非线性光纤环镜自身具有一定长度(包括PCF光纤和耦合器)，因此闲频光和泵浦光之间存在一个固定的时延。
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