基于光子晶体光纤Sagnac环的超宽带全光波长转换开关

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。
2．2 信号光波长的依存性
保持泵浦光波长λp=1550nm不变，通过改变信号光波长，我们重复了上述实验，其结果如图3所示。图3(a)、(b)分别为信号光波长λc=15 10nm和λc=1520nm时的FWM；图3(c)、(d)分别为λc=1510nm和λc=1520nm对应的时域响应结果。实验结果验证了全光波长转换开关可对宽带范围内的不同信号光波长均有效响应。

(a)信号光波长为1510nm的四波混频；(b)信号光波长为1 520nm的四波混频；(c)信号光波长为1510nm的波长转换开关时域图(d)信号光波长为1520nm的波长转换开关时域图。
2．3 泵浦光波长的依存性
为了研究泵浦光波长对全光波长转换开光和FWM的影响，我们还开展了如下实验。信号光波长固定在λc=1500nm；泵浦光波长λp由1545nm增加至1555nm，每增加1nm的实验结果在图4中比较。可以看出，固定信号光波长不变，随着泵浦光波长变化，产生的闲频光随着泵浦光波长的变化而变化，并始终保持与信号光关于泵浦光中心波长对称。