CN107526189A - 光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器 - Google Patents

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Abstract

光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器，适用于高速光信号处理和控制领域。该一体化调控器包括，宽带光源（1），第一阵列波导光栅（11），第二阵列波导光栅（12），第三阵列波导光栅（13），第一至第N可调光衰减器（21）、（22）、……、（2N），第一至第N光开关（31）、（32）、……、（3N），第一电光调制器（41），第二电光调制器（42），电脉冲发生器（2），功分器（3），2×1光耦合器（4），单模光纤（5），高速光探测器（6）。所述的第一、第二电光调制器（41）、（42）的调制偏置点相差π。

Description

光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器
技术领域
本发明属于信息光电子技术，适用于高速光信号处理和控制领域，特别涉及一种对光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器。
背景技术
光通信系统中对光脉冲的幅度、相位、形状、位置等有特定要求，光脉冲整形合成技术通过对脉冲参量进行改变，是实现对光脉冲幅度、相位、形状、位置等调节的重要手段。
目前光脉冲整形合成技术主要包括：基于光电晶体、基于非线性双折射和基于傅里叶变换三种方法。其中，基于光电晶体的光脉冲整形合成技术，主要是利用外加电场对晶体进行调制，使通过它的光脉冲传输特性发生变化，从而调节光脉冲的幅度、宽度、相位等。基于双折射原理的光脉冲整形技术，主要是利用强脉冲能引起非线性双折射，使光脉冲通过光纤和检偏器后的幅度、偏振态发生变化，但非线性系统操作要求非常严格，调节十分困难。[参考文献：佘卫龙，何穗荣，汪河洲，余振新，“光折变晶体中二波耦合光强依赖皮秒光脉冲整形”，物理学报，1995, 44(11): 1762-1765]。基于傅里叶变换的光脉冲整形合成技术，主要采用空间4f结构，它由一对衍射光栅、透镜和一个脉冲整形模板组成。其中衍射光栅起到将光脉冲的各光频成分扩散和重新组合的作用；透镜起到傅里叶变换和反变换的作用；模板相当于空间滤波器，对各光频成分进行调节，从而使反变换回时域的光脉冲形状、位置发生变化，但是，由于采用衍射光栅和透镜体光学器件，这种系统结构复杂，成本较高，稳定性较差。[参考文献：Andrew M. Weiner, “Ultrafast optical pulse shaping: atutorial review”, Optics Communications, 2011, Vol.284, pp: 3669-3692]。
综上所述，基于整形合成的光脉冲参量调节技术，通常系统结构复杂，成本较高，只能可对光脉冲的部分参量进行改变，很难实现对光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服目前光脉冲参量调节的复杂性，以及对多参量同时调节的困难，提出一种对光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器。
本发明的技术方案：
一种光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器，包括，宽带光源1，第一阵列波导光栅11，第二阵列波导光栅12，第三阵列波导光栅13，第一至第N可调光衰减器21、22、……、2N，第一至第N光开关31、32、……、3N，第一电光调制器41，第二电光调制器42，电脉冲发生器2，功分器3，2×1光耦合器4，单模光纤5，高速光探测器6。
所述各器件的连接如下：
所述的宽带光源1的输出端口与第一阵列波导光栅11的一字端口相连，第一阵列波导光栅11的第一至第N分支端口分别与第一至第N可调光衰减器21、22、……、2N的输入端口相连，第一至第N可调光衰减器21、22、……、2N的输出端口分别与第一至第N光开关31、32、……、3N的输入端口相连，第一至第N光开关31、32、……、3N的第一分支端口分别与第二阵列波导光栅12的第一至第N分支端口相连，第一至第N光开关31、32、……、3N的第二分支端口分别与第三阵列波导光栅13的第一至第N分支端口相连，第二、第三阵列波导光栅12、13的一字端口分别连接第一、第二电光调制器41、42的光输入端口，电脉冲发生器2的输出端口连接功分器3的输入端口，功分器3的第一、第二分支端口分别连接第一、第二电光调制器41、42的电输入端口，第一、第二电光调制器41、42的光输出端口分别连接2×1光耦合器4的第一、第二分支端口，2×1光耦合器4的一字端口连接单模光纤5的一端，单模光纤5的另一端连接高速光探测器6。
本发明的有益效果具体如下：
首先利用第一阵列波导光栅将宽带光源输出的各光频成分进行分解，利用可调光衰减器对各光频成分进行幅度调节，并通过光开关对各光频成分进行选通或抑制，其次在第二、第三阵列波导光栅作用下，对各光频成分进行选择性合并，形成特定的光谱形状，然后在第一、第二电光调制器作用下，进行相位调节，最后利用单模光纤形成的色散作用进行延迟，调节光脉冲的位置，从而实现对光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控。
附图说明
图1光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
一种光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器，如图1，包括，宽带光源1，第一阵列波导光栅11，第二阵列波导光栅12，第三阵列波导光栅13，第一至第N可调光衰减器21、22、……、2N，第一至第N光开关31、32、……、3N，第一电光调制器41，第二电光调制器42，电脉冲发生器2，功分器3，2×1光耦合器4，单模光纤5，高速光探测器6。
所述各器件的连接如下：
所述的宽带光源1的输出端口与第一阵列波导光栅11的一字端口相连，第一阵列波导光栅11的第一至第N分支端口分别与第一至第N可调光衰减器21、22、……、2N的输入端口相连，第一至第N可调光衰减器21、22、……、2N的输出端口分别与第一至第N光开关31、32、……、3N的输入端口相连，第一至第N光开关31、32、……、3N的第一分支端口分别与第二阵列波导光栅12的第一至第N分支端口相连，第一至第N光开关31、32、……、3N的第二分支端口分别与第三阵列波导光栅13的第一至第N分支端口相连，第二、第三阵列波导光栅12、13的一字端口分别连接第一、第二电光调制器41、42的光输入端口，电脉冲发生器2的输出端口连接功分器3的输入端口，功分器3的第一、第二分支端口分别连接第一、第二电光调制器41、42的电输入端口，第一、第二电光调制器41、42的光输出端口分别连接2×1光耦合器4的第一、第二分支端口，2×1光耦合器4的一字端口连接单模光纤5的一端，单模光纤5的另一端连接高速光探测器6。
所述的第一、第二电光调制器41、42的调制偏置点相差π。
所述的第一、第二、第三阵列波导光栅11、12、13的分支端口个数相同。

Claims (3)

1.光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器，其特征在于：该一体化调控器包括，宽带光源（1），第一阵列波导光栅（11），第二阵列波导光栅（12），第三阵列波导光栅（13），第一至第N可调光衰减器（21）、（22）、……、（2N），第一至第N光开关（31）、（32）、……、（3N），第一电光调制器（41），第二电光调制器（42），电脉冲发生器（2），功分器（3），2×1光耦合器（4），单模光纤（5），高速光探测器（6）。
所述各器件的连接如下：
所述的宽带光源（1）的输出端口与第一阵列波导光栅（11）的一字端口相连，第一阵列波导光栅（11）的第一至第N分支端口分别与第一至第N可调光衰减器（21）、（22）、……、（2N）的输入端口相连，第一至第N可调光衰减器（21）、（22）、……、（2N）的输出端口分别与第一至第N光开关（31）、（32）、……、（3N）的输入端口相连，第一至第N光开关（31）、（32）、……、（3N）的第一分支端口分别与第二阵列波导光栅（12）的第一至第N分支端口相连，第一至第N光开关（31）、（32）、……、（3N）的第二分支端口分别与第三阵列波导光栅（13）的第一至第N分支端口相连，第二、第三阵列波导光栅（12）、（13）的一字端口分别连接第一、第二电光调制器（41）、（42）的光输入端口，电脉冲发生器（2）的输出端口连接功分器（3）的输入端口，功分器（3）的第一、第二分支端口分别连接第一、第二电光调制器（41）、（42）的电输入端口，第一、第二电光调制器（41）、（42）的光输出端口分别连接2×1光耦合器（4）的第一、第二分支端口，2×1光耦合器（4）的一字端口连接单模光纤（5）的一端，单模光纤（5）的另一端连接高速光探测器（6）。
2.根据权利要求1所述的光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器，其特征在于，所述的第一、第二电光调制器（41）、（42）的调制偏置点相差π。
3.根据权利要求1所述的光脉冲幅度、相位、形状、位置的一体化调控器，其特征在于，所述的第一、第二、第三阵列波导光栅（11）、（12）、（13）的分支端口个数相同。
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