複合型雙通道連續可調光延時器的製作方法

2023-09-15 02:08:50 1

專利名稱：複合型雙通道連續可調光延時器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種連續可調光延時器。
背景技術：
可控光延時器在光緩存、光存儲、數據同步以及光信號處理等方面有著重要的應用前景，是實現全光雷射通信的重要部件之一。是否連續可調及延時範圍大小是衡量光延時器性能的兩個重要參數。目前的光延時器無法兼顧這兩個方面即具備延時可調功能的延時器一般可調延時範圍小，可調延時範圍大的延時器一般不能實現連續可調。

發明內容
本發明是為了解決現有的光延時器無法兼顧延時量與可調的連續性的問題，從而提供一種複合型雙通道連續可調光延時器。複合型雙通道連續可調光延時器，它包括布裡淵光纖環和第二光纖環，所述布裡淵光纖環由一號控制開關、光隔離器、偏振控制器、一號光纖、環行器和衰減器組成；第二光纖環由二號控制開關和二號光纖組成；一號光纖的長度是二號光纖的2倍；待延遲信號經一號控制開關的一號輸出端輸入至光隔離器，經光隔離器處理後輸入至偏振控制器，經偏振控制器處理後注入一號光纖，泵浦光通過環行器注入一號光纖，所述泵浦光在一號光纖中與待延遲信號相互作用，產生基於布裡淵散射效應的慢光延時，延時後的信號經環形器輸入至衰減器，經衰減器處理後輸入至一號控制開關的一號輸入端， 完成布裡淵光纖環內的一次環行；反覆進行附次環行後經一號控制開關的待延遲信號輸出端輸出；第二路信號經二號控制開關的一號輸出端注入二號光纖，經該二號光纖傳輸後輸入至二號控制開關的一號輸入端，完成第二光纖環內的一次環行；反覆進行N2次環行後經二號控制開關的第二路信號輸出端輸出；m和N2均為正整數。在布裡淵光纖環中，待延遲信號反覆進行m次環行後，總的光延時為At，光延時的最大值Tmax由循環圈數與各圈增益共同決定，其中各圈增益由泵浦功率調節。待延遲信號相對於第二路信號的延時為ATd = (N1 - N2 全)ΔΓ + At式中ΔΤ是在布裡淵光纖環中由傳輸導致的單圈渡越時間，在第二光纖環中的單圈渡越時間為ΔΤ/2。本發明兼顧了連續可調光延時量的延時範圍，可調延時範圍大的同時實現了連續可調；可以實現納秒至微秒級的連續可控光延時。


圖1是本發明的結構示意圖，標記11為一號控制開關的待延遲信號輸入端；標記71為二號控制開關的第二路信號輸入端；圖2是具體實施方式
中所述延時量示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖1說明本實施方式，複合型雙通道連續可調光延時器，它包括布裡淵光纖環和第二光纖環，所述布裡淵光纖環由一號控制開關1、光隔離器2、偏振控制器3、一號光纖4、環行器5和衰減器6組成；第二光纖環由二號控制開關7和二號光纖 8組成；一號光纖4的長度是二號光纖8的2倍；待延遲信號(信號1)經一號控制開關1的一號輸出端13輸入至光隔離器2，經光隔離器2處理後輸入至偏振控制器3，經偏振控制器3處理後注入一號光纖4，泵浦光通過環行器注入一號光纖4，所述泵浦光在一號光纖4中與待延遲信號相互作用，產生基於布裡淵散射效應的慢光延時，延時後的信號經環形器輸入至衰減器6，經衰減器6處理後輸入至一號控制開關1的一號輸入端14，完成布裡淵光纖環內的一次環行；反覆進行m次環行後經一號控制開關1的待延遲信號輸出端12輸出；第二路信號(信號幻經二號控制開關7的一號輸出端73注入二號光纖8，經該二號光纖8傳輸後輸入至二號控制開關7的一號輸入端74，完成第二光纖環內的一次環行； 反覆進行N2次環行後經二號控制開關2的第二路信號輸出端72輸出；所述m和N2均為正整數。
具體實施方式
二、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的複合型雙通道連續可調光延時器的區別在於，在布裡淵光纖環中，待延遲信號反覆進行m次環行後，總的光延時為At，光延時的最大值Tmax由循環圈數與各圈布裡淵增益共同決定，其中各圈布裡淵增益由泵浦功率調節。
具體實施方式
三、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的複合型雙通道連續可調光延時器的區別在於，待延遲信號相對於第二路信號的延時為ATd = (N1 - N2 全)ΔΓ + At式中ΔΤ是在布裡淵光纖環中由傳輸導致的單圈渡越時間，在第二光纖環中的單圈渡越時間為ΔΤ/2。工作原理布裡淵放大效應具備光速減慢作用，即被放大了的信號光的群速度會下降，其慢光延時量可通過布裡淵效應的泵浦光功率調節實現。通過調節泵浦光功率，可以調節信號光增益，從而調光延時量。由於從泵浦光功率到慢光延時量的映射光延是連續映射，而泵浦光功率是可以連續調節的，所以布裡淵慢光延時量也是可以連續調節的。本發明是基於環形布裡淵放大延時結構的複合型慢光延時器，它能夠獲得納秒至微秒級連續可調的慢光延時，本發明使待延遲信號經歷由布裡淵放大導致的慢光延時以及由傳輸導致的渡越延時。第二路信號僅經歷由在二號光纖8中傳輸導致的渡越延時。待延遲信號與第二路信號在各自的環中循環的次數由自各的開關分別控制，在布裡淵光纖環中由傳輸導致的單圈渡越時間為ΔΤ，則在第二光纖環中的單圈渡越時間為ΔΤ/2。設在布裡淵光纖環中，由布裡淵放大效應導致的在循環了 W圈後引入的總慢光延時為△〖，其最大值為Tmax，Tmax由循環圈數與各圈增益共同決定，其中各圈增益可由泵浦功率調節。通過此系統後，信號1相對於信號2的延時為
ATd = (N1 - N2 -)AT + At其中N2 = 0,1,2—2N1At=
之間連續調節。對於給定的At，延時量 △ Td可以取得如下值，如圖2所示，即:0+At，ΔΤ/2+Δ , Δ T+ Δ t. . . N1 Δ T+ Δ t可見，如果Tmax彡ΔΤ/2，由於At連續可調。通過調節二號控制開關控制控制N2 的取值，就可以使Δ Td的取值即可在0至N1 Δ T+ Δ t之間連續變化。
具體實施方式
四、本實施方式採用具體實施方式
三的結構，信號光在布裡淵光纖環中環行了 31圈，其中無泵浦渡越時間ΔΤ為Δ T = 572ns基於受激布裡淵散射的慢光延時為At = 468ns實現了At 彡 ΔΤ/2，故 Tmax 彡 ΔΤ/2。總延時量為N1 Δ T+ Δ t = 31 X 572+468 ^ 18 μ s獲得了 0至18微秒的連續可調延時。其延時調節解析度可達納秒級。對於任意給定的延時時間Δ Td,其延時量有兩部分組成，一部分是線性延時量，另一部分是由受激布裡淵散射慢光效應引入的延時量At。對於給定的ATd，有很多種m和 N2的組合。選取儘量少的m和N2，有利於獲得高的信噪比，且系統具有較小的固有延遲。 選取方法為 其中，ceil [χ]為取大於等於χ的最小整數，[χ]為取χ的整數部分。M根據具體布裡淵慢光延時環測得相關數據確定。具體如下，將泵浦光調節至布裡淵環內無自激SBS 產生時的最大值，此時布裡淵環的信號光環形圈數最大，如31圈時，記錄各圈的由受激布裡淵散射導致的慢光延時量，此時的延時量為各圈獲得的最大慢光延時量，從第1圈的慢光延時量開始累積，直至最少的圈數Μ，使從第1圈到第M圈的累積慢光延時量大於等於給定的ATd中的布裡淵延時量At :
VrΓ Δ Δ 2
ι_
1 ι 2
)M) N2 = IN1 - At = ATd
rd Γ .ΛΔ 2
M值即可取定。此值表徵了信號光經歷M圈就可達到相應的布裡淵延時量。確定的附和N2，就確定了線性延時量。通過降降泵浦光，即可將At調節至待調節值，從而實現了整體ATd的延時量。
權利要求
1.複合型雙通道連續可調光延時器，其特徵是它包括布裡淵光纖環和第二光纖環， 所述布裡淵光纖環由一號控制開關(1)、光隔離器( 、偏振控制器C3)、一號光纖(4)、環行器(5)和衰減器(6)組成；第二光纖環由二號控制開關(7)和二號光纖(8)組成；一號光纖 (4)的長度是二號光纖(8)的2倍；待延遲信號經一號控制開關(1)的一號輸出端(13)輸入至光隔離器O)，經光隔離器 (2)處理後輸入至偏振控制器(3)，經偏振控制器( 處理後注入一號光纖，泵浦光通過環行器( 注入一號光纖G)，所述泵浦光在一號光纖中與待延遲信號相互作用，產生基於布裡淵散射效應的慢光延時，延時後的信號經環形器( 輸入至衰減器(6)，經衰減器 (6)處理後輸入至一號控制開關(1)的一號輸入端(14)，完成布裡淵光纖環內的一次環行； 反覆進行m次環行後經一號控制開關(1)的待延遲信號輸出端(1 輸出；第二路信號經二號控制開關(7)的一號輸出端(7 注入二號光纖(8)，經該二號光纖 (8)傳輸後輸入至二號控制開關(7)的一號輸入端(74)，完成第二光纖環內的一次環行；反覆進行N2次環行後經二號控制開關O)的第二路信號輸出端(7 輸出；所述附和N2均為正整數。
2.根據權利要求1所述的複合型雙通道連續可調光延時器，其特徵在於在布裡淵光纖環中，待延遲信號反覆進行W次環行後，總的光延時為At，光延時的最大值Tmax由循環圈數與各圈布裡淵增益共同決定，其中各圈布裡淵增益由泵浦功率調節。
3.根據權利要求1所述的複合型雙通道連續可調光延時器，其特徵在於待延遲信號相對於第二路信號的延時為hTd= [N1-N2^hT+ ht式中ΔΤ是在布裡淵光纖環中由傳輸導致的單圈渡越時間，在第二光纖環中的單圈渡越時間為ΔΤ/2。
全文摘要
複合型雙通道連續可調光延時器，涉及一種連續可調光延時器。解決了現有的光延時器無法兼顧延時量與可調的連續性的問題，可以對雙通道信號實現長至十微秒級的可調延時。雙通道信號中的慢行(待延遲)信號(信號1)注入由一號開關、光隔離器、偏振控制器，一號光纖，環行器和衰減器組成布裡淵光纖環中，在此環中經歷布裡淵慢光延時以及線性光傳輸延遲；另一通道信號(信號2)注入由二號開關，二號光纖組成第二光纖環中，在此環中經歷線性光傳輸延遲。信號1與信號2的延遲量差為二信號的相對延時，其調節由控制一號控制開關與二號控制開關的時序，以及泵浦光的功率實現。本發明適用於光緩存、光存儲、數據同步以及光信號處理。
文檔編號G02F1/365GK102243413SQ20111019152
公開日2011年11月16日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者呂志偉, 巴德欣, 朱成禹 申請人:哈爾濱工業大學