CN101013185A - 光纤中获得光速减慢和超光速的方法 - Google Patents

光纤中获得光速减慢和超光速的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的是一种光纤中获得光速减慢和超光速的方法。将激光引入调制器，再将调制后的红外波长的激光输入光隔离器，光隔离器的输出光信号进入分束器分束，出分束器的光信号分为两束，一束参考光信号进入光探测器，大部分光信号进入光纤，光纤的输出端安装探测器来测量输出信号，探测器的输出信号输入计算机处理，得到要测量的信号。本发明不仅能有效地控制光信号延迟的大小，而且能控制光的传输速度，同时，本发明能方便的控制光的传播速度和光的延迟时间的技术特点给应用带来了极大的技术优势，比如全光光学延迟技术、光存储、光缓存等，并会在激光雷达、远程光通讯、量子信息处理、光学陀螺等方面得到很大的应用。

Description

光纤中获得光速减慢和超光速的方法
(一)技术领域
本发明涉及的是光纤中光速的控制方法，具体地说是一种能够控制光信号在光纤中的传播速度和时间延迟和超前大小的方法。
(二)背景技术
目前，在光通讯、光传感器领域或其它的光纤应用领域，要想获得光的延迟信号是用非常长的光纤来实现的，但是光的信号传播速度并没有改变，而且非常长的光纤还会带来成本高、信号噪声严重等其它方面的问题。现有的光信号延迟技术无法解决光的速度控制问题。
而公认的光信号延迟器件的构造是由非常长(其长度可达数千公里，其长度取决于信号延迟的大小)的高质量光纤、放大器等元件组成，将光纤缠绕在一起，两端分别接入信号的输入和输出端，由于无法控制光的速度，光信号延迟的大小完全由光纤的长度决定，给信号的控制带来困难，造成光通讯等领域的路由器技术、光延迟技术的困难。
(三)发明内容
本发明的目的在于提出一种不仅能有效地控制光信号延迟的大小、并且能控制光的传输速度的光信号延迟和超前的方法。
本发明的目的是这样实现的：将激光引入调制器，再将调制后的红外波长的激光输入光隔离器，光隔离器的输出光信号进入分束器分束，出分束器的光信号分为两束，一束参考光信号进入光探测器，大部分光信号进入光纤，光纤的输出端安装探测器来测量输出信号，探测器的输出信号输入计算机处理，得到要测量的信号。
本发明还有这样一些技术特征：
1、所述的光纤选择掺杂有一定浓度的离子成分、且能对光信号利用量子相干技术处理的可控吸收和色散特性的光纤。
2、所述的光隔离器的输出光信号先进入耦合器，再进入分束器。
3、出分束器的光信号进入光纤，同时增加一个泵浦光源也进入光纤。
本发明中激光的调制在光源处或经过一个调制器完成，然后透射的光信号进入光纤，光纤的输出端放置探测器来测量输出信号，为了比较，在输入端加上一个分束器，由探测器引出一个参考信号作为比较信号，把光纤输出信号和参考光路信号输入计算机，测量需要对测量信号进行相关处理，就得到了要测量的信号。其中，分束器将分束出来的部分光信号引入光探测器作参考信号，大部分光进入光纤。本发明的光纤选择可控吸收和色散特性的光纤，它是根据慢光和快光产生理论计算进行结构设计并掺杂一定的浓度、种类的离子，并采用量子相干效应的光学技术，能够精确控制光纤中光信号的吸收和色散，光纤中信号的延迟大小和光速快慢能够技术控制，而且光纤中的慢光和超光速是在同一根光纤上完成，慢光情况下对输入的功率有一定大小限制，而超光速的情况下可加上一个泵浦光源，能够得到不同的慢光和超光速信号，能够控制光传播速度和光信号的延迟大小。
本发明提出了一种光信号延迟和超前的方法，该方法不仅能有效地控制光信号延迟的大小，而且能控制光的传输速度，同时，本发明能方便的控制光的传播速度和光的延迟时间的技术特点给应用带来了极大的技术优势，比如全光光学延迟技术、光存储、光缓存等，并会在激光雷达、远程光通讯、量子信息处理、光学陀螺等方面得到很大的应用。
(四)附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明实施例2的流程示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理及工作过程进行详细说明：
实施例1：
结合图1说明本实施方式，首先将激光引入调制器，再将调制后的红外波长的激光输入光隔离器，为了比较，光隔离器的输出光信号进入分束器分束，分束器应有一定分束比例，将分束出来的部分光进入光探测器作参考信号，大部分透射的光信号进入光纤，光纤的输出端安装探测器来测量输出信号，由探测器引出一个参考信号方便比较，光纤的输出端放置探测器来测量输出信号，把光纤输出信号和参考光路信号测量结构输入计算机，测量需要对测量信号进行相关处理，就得到了要测量的信号，光纤为可控吸收和色散特性的光纤，它是根据慢光和快光产生理论计算进行结构设计并掺杂一定的浓度、种类的离子，并采用量子相干效应的光学技术、能够精确控制光纤中光信号的吸收和色散的光纤，其中信号的延迟大小和光速快慢由量子相干效应技术控制。
实施例2：本实施方式中的激光为在光源处已调制过的红外波长的激光，直接输入光隔离器，将光隔离器的输出光信号进入耦合器，其它过程与实施例1相同。
实施例3：在本实施方式中将进入光纤的输入功率加以一定大小限制，来得到光纤输出慢光的效果，即控制光信号的延迟大小和光传播速度，其它过程与实施例1相同。
实施例4：在本实施方式中出分束器的光信号进入光纤，同时增加一个泵浦光源也进入光纤，利用光纤的可控吸收和色散特性并采用量子相干效应的光学技术得到超光速的信号，其它过程与实施例1相同。

Claims (5)

1、一种光纤中获得光速减慢和超光速的方法，其特征在于：将激光引入调制器，再将调制后的红外波长的激光输入光隔离器，光隔离器的输出光信号进入分束器分束，出分束器的光信号分为两束，一束参考光信号进入光探测器，大部分光信号进入光纤，光纤的输出端安装探测器来测量输出信号，探测器的输出信号输入计算机处理，得到要测量的信号。
2、根据权利要求1所述的光纤中获得光速减慢和超光速的方法，其特征在于：所述的光纤选择掺杂有一定浓度的离子成分、且能对光信号利用量子相干技术处理的可控吸收和色散特性的光纤。
3、根据权利要求1或2所述的一种光纤中获得光速减慢和超光速的方法，其特征在于：所述的光隔离器的输出光信号先进入耦合器，再进入分束器。
4、根据权利要求1或2所述的一种光纤中获得光速减慢和超光速的方法，其特征在于：出分束器的光信号进入光纤，同时增加一个泵浦光源也进入光纤。
5、根据权利要求3所述的一种光纤中获得光速减慢和超光速的方法，其特征在于：出分束器的光信号进入光纤，同时增加一个泵浦光源也进入光纤。
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