CN102540619A - 实现光延迟的装置、方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及实现光延迟的装置、方法及系统，其装置包括处于同一光路并依次放置的第一PBS、第二PBS、与外部高压源连接的电光开关、λ/4波片、第一全反镜，以及与第二PBS对应放置的第二全反镜；其中，第一PBS用于接收注入光，注入光在所述装置中传播，电光开关加压，注入光在第一全反镜、λ/4波片、电光开关、第二PBS与第二全反镜之间来回传播。本发明根据需要的延迟时间，设定电光开关中电光晶体的加压时间，使注入光在所述两个全反镜之间来回反射，实现了光的延迟，从而避免传统延迟方式产生的光谱漂移或展宽，能量损失和需要改变光纤长度的问题。

Description

实现光延迟的装置、方法及系统
技术领域
本发明涉及激光应用技术领域，尤其涉及需要进行ns(纳秒)量级的线偏振光的延迟的一种装置、方法及系统。
背景技术
光在光纤中传播时，1m所用时间约为5ns。如图1所示，传统的光的延迟方式是让光在光纤中传输，通过增加光纤长度来增加光传播的距离实现展宽，例如，若需要延迟时间tns，则光纤长度为t/5m。但是，传统的光的延迟方式存在以下缺点：
1)光在光纤里传输，会产生一些非线性效应，比如光谱会发生漂移或展宽；
2)光从光纤再回到光路中时，需要用到耦合头，存在耦合效率问题，一部分能量会损失掉；
3)光纤只能是定长延迟，如果同一个光路中延迟时间改变，只能改变光纤的长度，需要截短光纤或者加长光纤，操作复杂。
发明内容
本发明的主要内容在于提供一种实现光延迟的装置、方法及系统，旨在避免传统延迟方式产生的光谱漂移或展宽、能量损失以及需要改变光纤长度的问题。
为了达到上述目的，本发明提出一种实现光延迟的装置，包括：处于同一光路并依次放置的第一PBS、第二PBS、与外部高压源连接的电光开关、λ/4波片、第一全反镜，以及与所述第二PBS对应放置的第二全反镜；其中，所述第一PBS用于接收注入光，注入光在所述光延迟的装置中传播，所述电光开关加压，注入光在第一全反镜、λ/4波片、电光开关、第二PBS与第二全反镜之间来回传播。
优选地，所述第一PBS与所述第二PBS正交放置。
优选地，所述电光开关内的电光晶体的加压电压为λ/4电压。
优选地，所述电光开关的加压时长为：t-(4*L1+2*L2)/3；其中t为预定延迟时间，L1为所述第二PBS与第一全反镜之间的距离，L2为所述第二PBS与第二全反镜之间的距离。
优选地，所述λ/4波片使来回经过该λ/4波片的偏振光旋转90°。
本发明还提出一种实现光延迟的方法，包括以下步骤：
注入光入射至第一PBS，成为入射水平线偏振光；
所述入射水平线偏振光依次经过第二PBS、电光开关、λ/4波片、第一全反镜、λ/4波片后，变为垂直线偏振光；
在所述垂直线偏振光第一次经过所述电光开关后至所述垂直线偏振光经第二PBS、第二全反镜及第二次经过所述电光开关前的时间段，给电光开关加λ/4电压，所述垂直线偏振光在第一全反镜、λ/4波片、电光开关、第二PBS与第二全反镜之间来回传播。
优选地，还包括：当去掉所述电光开关上的电压后，所述垂直线偏振光变为水平线偏振光，经过电光开关后，从第二PBS经第一PBS反射输出。
本发明还提出一种实现光延迟的系统，包括实现光延迟的装置以及纳秒同步机；其中：
所述装置包括处于同一光路并依次放置的第一PBS、第二PBS、与外部高压源连接的电光开关、λ/4波片、第一全反镜，以及与所述第二PBS对应设置的第二全反镜，其中所述第一PBS用于接收注入光，注入光在所述光延迟的装置中传播，所述电光开关加压，注入光在第一全反镜、λ/4波片、电光开关、第二PBS与第二全反镜之间来回传播；
所述纳秒同步机用于调节注入光与电光开关的工作时间。
优选地，所述电光开关的加压时长为：t-(4*L1+2*L2)/3；其中t为预定延迟时间，L1为所述第二PBS与第一全反镜之间的距离，L2为所述第二PBS与第二全反镜之间的距离。
本发明提出的一种实现光延迟的装置、方法及系统，根据需要的延迟时间，设定电光开关中电光晶体的加压时间，使注入光在两个全反镜之间来回反射，实现了光的延迟，若同一个光路中延迟时间改变，可以调整第二PBS与两个全反镜之间的距离L1和L2，也可以调整电光开关的加压时间，从而避免传统延迟方式产生的光谱漂移或展宽，能量损失和需要改变光纤长度的问题，而且操作简单。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
附图说明
图1是现有技术中光的延迟装置。
图2是本发明实现光延迟的装置的结构示意图。
图3是本发明实现光延迟的装置中电光开关工作前的光路示意图。
图4是本发明实现光延迟的装置中电光开关工作时的光路示意图。
图5是本发明实现光延迟的装置中电光开关停止工作后的光路示意图。
图6是本发明实现光延迟的方法流程示意图。
图7是本发明实现光延迟的系统结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明一个实施例提出一种实现光延迟的装置，包括处于同一光路并依次放置的第一PBS(偏振分光棱镜)10、第二PBS 40、与外部高压源连接的电光开关50、λ/4波片60、第一全反镜70，该实现光延迟的装置还具有对应第二PBS 60放置的第二全反镜80。
在本实施例中，第一PBS 10与第二PBS 40处于同一状态放置，均使入射的光变为水平线偏振光；且第一PBS 10与第二PBS 40正交放置。
本实施例中，电光开关50内电光晶体的加压电压为λ/4电压，当电光晶体上加压电压为λ/4电压后，穿过电光开关50的线偏振光即被旋转45°，若去掉电光晶体上所加的电压，则电光开关50不会改变穿过的线偏振光的振动方向。
本实施例中λ/4波片60的作用是：使入射的光的偏振态旋转45°。λ/4波片60使其接收的水平线偏振光变为圆偏振光，当圆偏振光经过第一全反镜反射70回来再次经过该λ/4波片60时，圆偏振光变为垂直线偏振光，即水平线偏振光两次经过λ/4波片60后，其偏振态旋转90°。
以下详细说明本实施例实现光延迟的装置的工作原理：
如图2所示，光从a处进入，此时，若电光开关50中的电光晶体不工作即电光开关50没有加压时，光经过第一PBS 10、第二PBS 40(此时光为水平线偏振光)、电光开关50、λ/4波片60、第一全反镜70、λ/4波片60(此时光变为垂直线偏振光)、电光开关50、第二PBS40反射、第二全反镜80、第二PBS40反射、电光开关50、λ/4波片60、第一全反镜70、λ/4波片60、电光开关50、第二PBS 40透射、第一PBS 10反射后，由b处出射，其光路示意如图3所示。
对于电光开关50中的电光晶体工作的情况：注入光从a处进入，光经过第一PBS 10、第二PBS 40(此时光为水平线偏振光)、电光开关50、λ/4波片60、第一全反镜70、λ/4波片60(此时光为垂直线偏振光)、电光开关50、第二PBS40、第二全反镜80，在垂直线偏振光第一次经过电光开关50后至垂直线偏振光经第二PBS 40、第二全反镜80及第二次经过电光开关50前的时间段，给电光晶体加上λ/4电压让其开始工作，以垂直线偏振光第一次经过电光开关50后开始给电光开关50加压为例，此时，垂直线偏振光经过第二PBS 40反射至第二全反镜80，并由第二全反镜80反射经第二PBS 40、电光开关50、λ/4波片60而到达第一全反镜70，光在第一全反镜70和第二全反镜80这条之间来回传播，当去掉电光晶体上所加的电压时，光经过电光开关50后，从第二PBS 40经第一PBS 10反射，由b处出射，其光路示意如图4所示。
光在空气中传播时，1m所用时间约为3ns。如果预定的延迟时间即需要延迟tns，需要传播的空间距离为t/3m，即需要在第一全反镜70和第二全反镜80之间走(t/3m)/(L1+L2)个来回，其中L1为第二PBS 40与第一全反镜70之间的距离；L2为第二PBS 40与第二全反镜80之间的距离。利用纳秒同步机(未图示)精确调节注入光与电光开关50的工作时间，让电光开关50在光离开电光开关50，向第二PBS 40传播、经第二PBS 40、第二全反镜80、第二PBS 40回到电光开关50前的过程中的任意时间点开始工作，如图3中下面两箭头所示。
电光开关50在光从第一全反镜70到第二全反镜80，再反射回走到第二PBS40后(在到达电光开关50前)时开始工作，电光开关50的工作时长为：t-(4*L1+2*L2)/3ns，在此说明(4*L1+2*L2)的意义：电光开关50工作前，光经过第一全反镜70和第二全反镜80走了一个来回，其距离相当于2*(L1+L2)，如图3所示；在光经过电光开关50、第二PBS 40反射、第二全反镜80、第二PBS 40反射，再次进入电光开关50前，让电光开关50停止工作，光又经过第一全反镜70反射后从第二PBS 40透射，其距离相当于2*L1，如图5所示。
在本实施例中，第二PBS 40与第一全反镜70之间的距离L1，以及第二PBS40与第二全反镜80之间的距离L2均可根据预定延迟时间可调。也就是说，对于同一光路，如果延迟时间改变，仅需要改变L1或L2的长度，易于操作，而不需要像传统方法中那样改变光纤的长度。除此之外，还可以调整电光开关50的加压时间，从而改变延迟时间，一般来说，调整电光开关50的加压时间在实际情况中最为可行。
需要说明的是，在其他实施例中第一PBS 10与第二PBS 40还可以不正交放置，此种情况下，若要实现从第二PBS 40出射的光经第一PBS 10反射从图2中b处出射，可以在第一PBS 10与第二PBS 40之间放置旋光装置。旋光装置一般为λ/2波片和法拉第旋光器的组合。
旋光装置的作用是用于隔离第一PBS 10与第二PBS 40之间的水平线偏振光，并使从第二PBS 40输出的水平线偏振光经该旋光装置后变为垂直线偏振光，再经第一PBS 10反射后由图2中b处出射，同样实现了对光的延迟。
在其他实施例中，旋光装置还可以设置在注入光的发光元件与第一PBS 10之间，用于保护发光元件及隔离发光元件的出射光。
如图6所示，本发明一个实施例提出一种实现光延迟的方法，包括：
步骤S101，注入光入射至第一PBS，成为入射水平线偏振光；
步骤S102，入射水平线偏振光依次经过第二PBS、电光开关、λ/4波片、第一全反镜、λ/4波片后，变为垂直线偏振光；
步骤S103，在垂直线偏振光第一次经过电光开关后至垂直线偏振光经第二PBS、第二全反镜及第二次经过电光开关前的时间段，给电光开关加λ/4电压，垂直线偏振光在第二全反镜与第一全反镜之间光路来回传播。
当去掉所述电光开关上的电压后，垂直线偏振光变为水平线偏振光，经过电光开关后，从第二PBS经第一PBS反射输出。
本实施例中第一PBS 10与第二PBS 40处于同一状态放置且正交放置。
在其他实施例中，第一PBS 10与第二PBS 40还可以不正交放置即同向放置，此种情况下，若要实现从第二PBS 40出射的光经第一PBS 10反射从图2中b处出射，可以在第一PBS 10与第二PBS 40之间放置旋光装置。旋光装置一般为λ/2波片和法拉第旋光器的组合。
旋光装置的作用是用于隔离第一PBS 10与第二PBS 40之间的水平线偏振光，并使从第二PBS 40输出的水平线偏振光经该旋光装置后变为垂直线偏振光，再经第一PBS 10反射后由图2中b处出射，同样实现了对光的延迟。
在其他实施例中，旋光装置还可以设置在注入光的发光元件与第一PBS 10之间，用于保护发光元件及隔离发光元件的出射光。
本实施例方法实现光延迟的工作原理，参见上述装置实施例。
如图7所示，本发明一个实施例提出一种实现光延迟的系统，包括实现光延迟的装置以及纳秒同步机；其中：
所述装置包括处于同一光路并依次放置的第一PBS、第二PBS、与外部高压源连接的电光开关、λ/4波片、第一全反镜，以及与所述第二PBS对应设置的第二全反镜，其中所述第一PBS用于接收注入光，注入光在所述光延迟的装置中传播，所述电光开关加压，注入光在第一全反镜、λ/4波片、电光开关、第二PBS与第二全反镜之间来回传播；
所述纳秒同步机用于调节注入光与电光开关的工作时间。
本实施例系统实现光延迟的工作原理以及光延迟的时间，参见所述装置实施例。
本发明实施例提出的实现光延迟的装置、方法及系统，根据需要的延迟时间，设定电光开关中电光晶体的加压时间，使注入光在两个全反镜之间来回反射，实现了光的延迟，若同一个光路中延迟时间改变，可以调整第二PBS与两个全反镜之间的距离L1和L2，也可以调整电光开关的加压时间，从而避免传统延迟方式产生的光谱漂移或展宽，能量损失和需要改变光纤长度的问题，而且操作简单。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种实现光延迟的装置，其特征在于，包括：处于同一光路并依次放置的第一PBS、第二PBS、与外部高压源连接的电光开关、λ/4波片、第一全反镜，以及与所述第二PBS对应设置的第二全反镜；其中，所述第一PBS用于接收注入光，注入光在所述光延迟的装置中传播，所述电光开关加压，注入光在第一全反镜、λ/4波片、电光开关、第二PBS与第二全反镜之间来回传播。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一PBS与所述第二PBS正交放置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电光开关内的电光晶体的加压电压为λ/4电压。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电光开关的加压时长为：t-(4*L1+2*L2)/3；其中t为预定延迟时间，L1为所述第二PBS与第一全反镜之间的距离，L2为所述第二PBS与第二全反镜之间的距离L2。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述λ/4波片使来回经过该λ/4波片的偏振光旋转90°。
6.一种实现光延迟的方法，其特征在于，包括以下步骤：
注入光入射至第一PBS，成为入射水平线偏振光；
入射水平线偏振光依次经过第二PBS、电光开关、λ/4波片、第一全反镜、λ/4波片后，变为垂直线偏振光；
在垂直线偏振光第一次经过电光开关后至垂直线偏振光经第二PBS、第二全反镜及第二次经过电光开关前的时间段，给电光开关加λ/4电压，垂直线偏振光在第二全反镜与第一全反镜之间光路来回传播。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
当去掉所述电光开关上的电压后，所述垂直线偏振光变为水平线偏振光，经过电光开关后，从第二PBS经第一PBS反射输出。
8.一种实现光延迟的系统，其特征在于，包括实现光延迟的装置以及纳秒同步机；其中：
所述装置包括处于同一光路并依次放置的第一PBS、第二PBS、与外部高压源连接的电光开关、λ/4波片、第一全反镜，以及与所述第二PBS对应设置的第二全反镜，其中所述第一PBS用于接收注入光，注入光在所述光延迟的装置中传播，所述电光开关加压，注入光在第一全反镜、λ/4波片、电光开关、第二PBS与第二全反镜之间来回传播；
所述纳秒同步机用于调节注入光与电光开关的工作时间。
9.根据权利要求+所述的系统，其特征在于，所述电光开关的加压时长为：t-(4*L1+2*L2)/3；其中t为预定延迟时间，L1为所述第二PBS与第一全反镜之间的距离，L2为所述第二PBS与第二全反镜之间的距离L2。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108594426A (zh) * 2018-01-30 2018-09-28 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光延迟器及其使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006033133A2 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Gabriele Ferrari Method and device for multiplying optical frequencies by a factor 1.5
CN101581836A (zh) * 2009-06-22 2009-11-18 浙江大学 隔离度和中心波长高速可调的光梳状滤波器
CN101825775A (zh) * 2010-01-19 2010-09-08 浙江大学 一种兼有衰减调节功能的微型光纤可调延迟线

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006033133A2 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Gabriele Ferrari Method and device for multiplying optical frequencies by a factor 1.5
CN101581836A (zh) * 2009-06-22 2009-11-18 浙江大学 隔离度和中心波长高速可调的光梳状滤波器
CN101825775A (zh) * 2010-01-19 2010-09-08 浙江大学 一种兼有衰减调节功能的微型光纤可调延迟线

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108594426A (zh) * 2018-01-30 2018-09-28 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光延迟器及其使用方法
CN108594426B (zh) * 2018-01-30 2023-06-30 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光延迟器及其使用方法

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