CN111999960A - 一种适用于时域光学的正/负二阶色散获取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于时域光学的正/负二阶色散获取方法及系统，通过四波混频过程中的时域共轭操作将单模光纤中的二阶色散实现反号而三阶色散保持同号，再通过后续的色散补偿光纤直接进行级联；通过适当选取单模光纤和色散补偿光纤的长度，既可实现二阶色散大小相加，而三阶色散等于0。由于所选取的光纤是广泛应用，因此带宽较大而成本低廉。此外该方法不会像直接级联那样牺牲二阶色散，而是实现二阶色散的累积，可极大减小单模光纤所需长度。最后，只需简单将两种光纤互换既可实现任意符号的二阶色散获取。因此本系统可实现无三阶色散的同时实现大带宽的正/负二阶色散获取。
Description
技术领域
本发明属于光学测量领域，具体涉及基于时域光学的快速测量领域，更具体地，涉及一种适用于时域光学的正/负二阶色散获取方法及系统。
背景技术
空间光学测量是指利用空间衍射、空间透镜等元器件组成的空间光学系统，将空间尺寸信息进行成像、傅里叶变换等操作来完成相关空间信息的测量，被广泛应用在生物显微成像、天文星体观测等。根据时空对应性(B.H.Kolner,“Space-time duality and thetheory of temporal imaging,”IEEE Journal of Quantum Electronics,30,1951–1963(1994))，时域光学测量是指利用大时域色散(对应空间衍射)、时域透镜(对应空间透镜)等元器件组成时域光学系统，将时域信息进行成像、傅里叶变换等操作来完成时域信号的测量。大时域色散是指大二阶色散模块，它可将波长信息通过色散拉伸映射到时域上，类似于空间夫琅禾费衍射。时域透镜是时域上的二次相位调制，在它的实施方法中，参量时域透镜是指飞秒脉冲通过时域大色散获得二次相位并通过四波混频加载在时域信号上。因此我们可以看到目前时域光学测量系统的器件基础都是时域大色散模块。在它的实施方法中，相对于空间衍射光栅对(R.L.Fork,O.E.Martinez,and J.P.Gordon,“Negative dispersionusing pairs of prisms,”Optics Letters,9,150–152(1984))、色散啁啾光栅(K.O.Hill,F.Bilodeau,B.Malo,T.Kitagawa,S.Thériault,D.C.Johnson,J.Albert,andK.Takiguchi,“Chirped in-fiber Bragg gratings for compensation of optical-fiber dispersion,”Optics Letters,19,1314–1316(1994))，光纤因为光纤通信的极速发展，具有极大的带宽、较低损耗和商业易得成为了时域大色散的主要方式。基于光纤的时域大色散模块组成的时域光学系统已经在超快显微镜、孤子爆炸和分子、激光锁模、时域放大和压缩、时域傅里叶变换、时域滤波、时域卷积和时域隐身等概念中获得了验证(R.Salem,M.A.Foster,and A.L.Gaeta,“Application of space–time duality to ultrahigh-speed optical signal processing,”Advances in Optics and Photonics,5,274–317(2013))。时域测量系统可实现超过带宽、精度和记录长度的测量，并能观察到超高速的非重复的和统计上罕见的信号。但类似于空间光学系统中的几何像差一样，时域光学测量中也存在时域像差带来的失真极大限制了测量系统的参数，导致目前时域光学测量系统更多是概念展示，很难进行实用化(C.V.Bennett and B.H.Kolner,“Aberrations in temporalimaging,”IEEE Journal of Quantum Electronics,37,20–32(2001))。目前时域像差主要是由时域大色散模块中的三阶色散带来的，三阶色散会扭曲时频映射而会给时域色散和时域透镜等带来极大的测量误差。以时间放大系统为例，由于存在三阶色散，其时间带宽积(类似于空间透镜F数)，即记录长度与时间分辨率之比，未超过450。因此为了克服这些三阶色散带来的测试限制，研究适用于时域光学的大带宽纯二阶色散模块是很有必要的，根据实用化要求，要求该模块具有大带宽、成本低、任意色散可得(正负色散)等优点。
目前光纤大色散模块主要是由光纤通信中最常用的单模光纤(single modefiber，SMF)和色散补偿光纤(dispersion compesation fiber,DCF)来分别提供负色散和正色散，但它们同时也有三阶色散(e.g.,0.113ps3/km SMF,–0.84ps3/km DCF)。目前减小时域大色散模块主要有两种方法。第一种方法是直接对光纤进行重新设计从而追求减小三阶色散的同时实现大色散，例如有文献报告了一些特殊设计的光纤或光子晶体光纤已经可以模拟以达到最小的三阶色散(F.Begum,Y.Namihira,S.M.A.Razzak,S.Kaijage,N.H.Hai,T.Kinjo,K.Miyagi,and N.Zou,“Novel broadband dispersion compensating photoniccrystal fibers:Applications in high-speed transmission systems,”Optics&LaserTechnology,41,679–686(2009))，但由于其复杂的设计和制造过程，它们大多停留在仿真设计中，很少进行实际制作，更不用说其昂贵的制作成本，因此目前市面上并没有相关产品购买。另一种方法是将具有相反三阶色散系数的两种光纤进行级联从而消除三阶色散，最直观的反映就是将SMF和DCF进行级联，因为它两具有相反的三阶色散系数，但由于DCF本来就是设计抵消SMF带来的二阶色散，因此直接级联时会实现二阶色散和三阶色散同时抵消从而是个零色散模块，这也是光纤通信所追求的，但并不满足时域光学测量要求。最近李博文博士将引入大有效面积光纤(the large effective-area fiber，LEAF)来补偿DCF的三阶色散，实现小的正色散模块(B.Li,S.W.Huang,Y.Li,C.W.Wong,and K.K.Y.Wong,“Panoramic-reconstruction temporal imaging for seamless measurements ofslowly-evolved femtosecond pulse dynamics,”Nature Communications,8,61(2017))。由于LEAF的三阶色散系数与SMF相近(0.1268ps3/km)，而二阶色散较小(-3.6ps2/km)，因此DCF与LEAF的总体二阶色散主要由DCF决定。虽然该方案有助于时间放大系统实现35ps2和35.6ps2的纯色散，输出色散2152.5ps2中的三阶色散需要远超过100公里以上的LEAF，因此并未得到补偿。换句话说，该方案只适用于实现较低色散量的时域光学测量系统。此外它也只能实现正色散，不能实现负色散量。通过对现有技术的分析，可以发现当前的大时域色散技术难以在保证无三阶色散的同时实现大带宽的任意大二阶色散模块。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于时域光学的正/负二阶色散获取方法及系统，能在保证消除三阶色散带来的时域像差的同时实现大带宽的任意二阶色散，旨在实现无时域失真的时域测量系统的实际应用化。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种适用于时域光学的正二阶色散获取方法，包括以下步骤：
S1、利用单模光纤对待测光信号进行时域拉伸，获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'；
S2、获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF的待测光信号与泵浦光进行汇合输入到非线性波导；
S3、待测光信号和泵浦光在非线性波导中发生简并四波混频，完成时域共轭，产生闲频光；
S4、对闲频光滤掉待测光信号和泵浦光；
S5、利用色散补偿光纤将滤波后的闲频光进行色散补偿，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF'，最终获得无三阶色散的正二阶色散。
本发明另一方面提供了一种适用于时域光学的负二阶色散获取方法，包括以下步骤：
S1、利用色散补偿光纤对待测光信号进行时域拉伸，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF；
S2、获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF的待测光信号与泵浦光进行汇合输入到非线性波导；
S3、待测光信号和泵浦光在非线性波导中发生简并四波混频，完成时域共轭，产生闲频光；
S4、对闲频光滤掉待测光信号和泵浦光；
S5、利用单模光纤将滤波后的闲频光进行色散补偿，获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'，最终获得无三阶色散的负二阶色散。
本发明又一方面提供了一种适用于时域光学的正二阶色散获取方法及系统，包括：
单模光纤SMF，光源，波长耦合器，非线性波导，滤波器和色散补偿光纤DCF；
所述单模光纤SMF，用于提供获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'；
所述光源，用于产生连续泵浦光；
所述波长耦合器将待测信号和高功率连续光源以较低损耗进行耦合一起；
所述非线性波导，用于发生待测信号和高功率连续光源的兼并四波混频，完成待测信号的时域共轭操作；
所述滤波器，用于将产生的闲频光选出，此时闲频光是待测信号光的时域共轭；
所述色散补偿光纤DCF，用于给待测闲频光提供正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF'。
其中，单模光纤SMF和色散补偿光纤DCF的三阶色散量大小相等。
本发明又一方面提供了一种适用于时域光学的负二阶色散获取系统，包括色散补偿光纤DCF，光源，波长耦合器，非线性波导，滤波器和单模光纤SMF；
所述色散补偿光纤DCF，用于对待测光信号进行色散补偿，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF；
所述光源，用于产生连续泵浦光；
所述波长耦合器将待测光信号和泵浦光进行耦合；
所述非线性波导，用于待测光信号和泵浦光耦合后发生简并四波混频，完成待测光信号的时域共轭操作，产生闲频光；
所述滤波器，用于将产生的闲频光选出，滤掉待测光信号和泵浦光；
所述单模光纤SMF，用于给闲频光提供负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'，最终获得无三阶色散的负二阶色散。
其中，色散补偿光纤DCF和的单模光纤SMF三阶色散量大小相等。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于本发明通过四波混频过程中的时域共轭操作将单模光纤SMF中的二阶色散实现反号而三阶色散保持同号，再通过后续的色散补偿光纤DCF直接进行级联；通过适当选取单模光纤SMF和色散补偿光纤DCF的长度，既可实现二阶色散大小相加|ΦDCF|+|ΦSMF|，而三阶色散等于ΦDCF'+ΦSMF'＝0。由于所选取的DCF和SMF是广泛应用，因此带宽较大而成本低廉。此外该方法不会像直接级联那样牺牲二阶色散，而是实现二阶色散的累积，可极大减小SMF所需长度。最后，只需简单将两种光纤互换既可实现任意符号的二阶色散获取。因此本系统可实现无三阶色散的同时实现大带宽的正/负二阶色散获取。
附图说明
图1为本发明具体实施的适用于时域光学的正/负二阶色散模块结构示意图。
图2(a)为通过相同色散量下的色散补偿光纤后得到的实验测试波形。
图2(b)为通过相同色散量下的本发明得到的正色散实验测试波形。
图2(c)为通过相同色散量下的本发明得到的负色散实验测试波形。
图3(a)为通过相同色散量的色散补偿光纤后恢复得到的正二阶色散。
图3(b)为通过相同色散量下的本发明恢复得到的正二阶色散。
图3(c)为通过相同色散量下的本发明恢复得到的负二阶色散。
图4(a)为通过相同色散量的色散补偿光纤后恢复得到的三阶色散。
图4(b)为通过相同色散量下的本发明恢复得到的三阶色散。
图4(c)为通过相同色散量下的本发明恢复得到的三阶色散。
图5(a)为通过另一色散量的色散补偿光纤后恢复得到的拉伸波形。
图5(b)为通过另一色散量下的本发明恢复得到的拉伸波形。
图6为通过另一色散量的色散补偿光纤后恢复得到的二阶色散。
图7为通过另一色散量下的本发明恢复得到的三阶色散。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。
本发明一方面提供了一种适用于时域光学的正二阶色散获取方法，包括以下步骤：
S1、利用单模光纤对待测光信号进行时域拉伸，获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'；
S2、获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF的待测光信号与泵浦光进行汇合输入到非线性波导；
S3、待测光信号和泵浦光在非线性波导中发生简并四波混频，完成时域共轭，产生闲频光；
S4、对闲频光滤掉待测光信号和泵浦光；
S5、利用色散补偿光纤将滤波后的闲频光进行色散补偿，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF'，最终获得无三阶色散的正二阶色散。
本发明另一方面提供了一种适用于时域光学的负二阶色散获取方法，包括以下步骤：
S1、利用色散补偿光纤对待测光信号进行时域拉伸，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF；
S2、获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF的待测光信号与泵浦光进行汇合输入到非线性波导；
S3、待测光信号和泵浦光在非线性波导中发生简并四波混频，完成时域共轭，产生闲频光；
S4、对闲频光滤掉待测光信号和泵浦光；
S5、利用单模光纤将滤波后的闲频光进行色散补偿，获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'，最终获得无三阶色散的负二阶色散。
本发明又一方面提供了一种适用于时域光学的正二阶色散获取方法及系统，包括：
单模光纤SMF，光源，波长耦合器，非线性波导，滤波器和色散补偿光纤DCF；
所述单模光纤SMF，用于提供获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'；
所述光源，用于产生连续泵浦光；
所述波长耦合器将待测信号和高功率连续光源以较低损耗进行耦合一起；
所述非线性波导，用于发生待测信号和高功率连续光源的兼并四波混频，完成待测信号的时域共轭操作；
所述滤波器，用于将产生的闲频光选出，此时闲频光是待测信号光的时域共轭；
所述色散补偿光纤DCF，用于给待测闲频光提供正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF'。
其中，单模光纤SMF和色散补偿光纤DCF的三阶色散量大小相等。
本发明又一方面提供了一种适用于时域光学的负二阶色散获取系统，包括色散补偿光纤DCF，光源，波长耦合器，非线性波导，滤波器和单模光纤SMF；
所述色散补偿光纤DCF，用于对待测光信号进行色散补偿，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF；
所述光源，用于产生连续泵浦光；
所述波长耦合器将待测光信号和泵浦光进行耦合；
所述非线性波导，用于待测光信号和泵浦光耦合后发生简并四波混频，完成待测光信号的时域共轭操作，产生闲频光；
所述滤波器，用于将产生的闲频光选出，滤掉待测光信号和泵浦光；
所述单模光纤SMF，用于给闲频光提供负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'，最终获得无三阶色散的负二阶色散。
其中，色散补偿光纤DCF和的单模光纤SMF三阶色散量大小相等。
本发明具体实施的任意纯二阶色散获取方法具体包括如下步骤：
设待测信号光场是传输受限的高斯脉冲，输入光场为E1(t)，它对应的频域为F1(ω)。由光纤中光脉冲线性传输方程可以得到经过单模光纤的响应函数为：
H1(ω)＝exp(iβ2SMFLSMFω2/2+iβ3SMFLSMFω3/6) (1)
式中β2SMF和β3SMF为单模光纤的二阶色散系数和三阶色散系数，LSMF为该单模光纤的长度。因此单模光纤的二阶色散ΦSMF＝β2SMFLSMF，三阶色散ΦSMF'＝β3SMFLSMF。经过单模光纤后，其输出光场E2(t)和频谱F2(ω)：
F2(ω)＝F1(ω)exp(iβ2SMFLSMFω2/2+iβ3SMFLSMFω3/6) (3)
其中，
为傅里叶变换。
经过单模光纤后的待测光信号与高功率连续光Ep(t)在非线性中发生兼并四波混频后，根据兼并四波混频的理论，产生的闲频光表达式为：
E3(t)＝ηEp 2(t)E2 *(t)～E2 *(t) (4)
其中η为四波混频效率，可视作一个常数，Ep(t)为连续光，其也可视作一个常数。因此产生的闲频光E3(t)是输出光场E2(t)的时域共轭，因此该操作也叫做相位共轭。
根据傅里叶变换性质，时域上的时域共轭等于频域反向再取共轭，因此时域E2 *(t)对应频域[F2(-ω)]*，因此闲频光场的频域F3(ω)可化简为：
F3(ω)＝[F2(-ω)]*＝F2 *(-ω) (5)
闲频光E3(t)经过色散补偿光纤DCF，该DCF的频域响应函数为：
H2(ω)＝exp(iβ2DCFLDCFω2/2+iβ3DCFLDCFω3/6) (6)
色散补偿光纤DCF的二阶色散ΦDCF＝β2DCFLDCF，三阶色散ΦDCF'＝β3DCFLDCF。因此经过色散补偿光纤传输后，输出光场E4(t)和频域F4(ω)为：
F4(ω)＝F3(ω)exp(iβ2DCFLDCFω2/2+iβ3DCFLDCFω3/6) (8)
将(5)式代入(8)式并最终化简可以得到：
F4(ω)＝F1 *(-ω)exp[i(β2DCFLDCF-β2SMFLSMF)ω2/2+i(β3DCFLDCF+β3SMFLSMF)ω3/6] (9)
从该式可看出输出光场的频域F4(ω)为输入光场的频域F1(ω)取共轭然后再乘以一个响应函数Hc(ω)的结果。因为最终测量是强度信息，因此该共轭并不会改变输出的强度，可忽略不计。重点关注于该等效模块的整体响应函数，有：
Hc(ω)＝exp[i(β2DCFLDCF-β2SMFLSMF)ω2/2+i(β3DCFLDCF+β3SMFLSMF)ω3/6] (10)
从该表达式可以看出此时系统的等效二阶色散Φc和Φc'为：
Φc＝β2DCFLDCF-β2SMFLSMF＝ΦDCF-ΦSMF (11)
Φc'＝β3DCFLDCF+β3SMFLSMF＝ΦSMF'+ΦSMF' (12)
从式(11)和(12)可以看出，相对于单一单模光纤，该方案的引入了β2DCF、β3DCF和LDCF三个自由度来调节色散Φc和三阶误差项Φc'，即可以调节时域光学系统的像差大小。例如要使得时域像差最小，即Φc'＝0时，此时两色散补偿光纤的长度比为LSMF/LDCF＝-β3DCF/β3SMF，此时可以得到如下该方案的色散量为：
Φc＝(β2DCF-β2SMFβ3DCF/β3SMF)LDCF (13)
例如以最常见的色散介质DCF和SMF为例，SMF的色散系数：β2SMF＝-22.04ps2/km和β3SMF＝0.1302ps3/km，而DCF的色散系数：β2DCF＝160.37ps2/km和β3DCF＝-0.9825ps3/km。当该方案中两色散补充光纤分别为DCF和SMF时，二阶色散是相加的，而三阶色散却是正好相减的，从而理论上达到增大二阶色散Φc的同时减弱三阶色散Φc'。如果二阶色散总量为2000ps2，以单一的DCF来达到该色散总量时，其三阶色散总量为4.09ps3。而采用该方案时，只需DCF承担的色散量为981.8ps2而SMF的色散量为-1018.2ps2，此时的三阶色散量则可以达到0ps3，即三阶误差可以消除。因此该方案可以在达到相同的二阶色散总量时，将三阶色散的总量减小了0，从而时域光学的失真可以完全消除。
两段色散补偿光纤中间的时域共轭在实验上通过参量过程实现。例如以常见的四波混频就可完成了时域共轭单元的功能。如果采用强的泵浦光来同时实现参量放大的话，不仅可以实现中间光场的时域共轭，还可实现光场的放大，弥补大色散器件中带来的损耗，从而提高该系统的灵敏度。
实施例一
为了验证本方案可实现一种适用于时域光学的大带宽任意纯二阶色散模块，本方案实施了一种25nm带宽、色散量高达3400ps2、无三阶色散的正负色散模块实验，并与纯色散补偿光纤DCF的时域正色散模块进行了实验对比，验证本方案可实现相同大小的正负色散量下同时消除三阶色散。
图1给出了本发明具体实施的适用于时域光学的正/负二阶色散模块结构示意图。装置由单模光纤1，光源2，波长耦合器3，非线性波导4，滤波器5和色散补偿光纤6组成，此时可以获取正二阶色散，将单模光纤和色散补偿光纤的位置互换，即可获取负二阶色散。
图2(a)、2(b)、2(c)分别给出了测试25nm带宽的飞秒超短脉冲经三个时域大色散模块后的拉伸波形。测试方法为25nm带宽的超短脉冲经过等间隔的频率分量由40Ghz的可编程光学滤波器进行滤波后，通过时域大色散模块，分离的频率分量将沿时间轴进行拉伸。图2(a)为超短脉冲经过单纯由色散补偿光纤DCF后的波形；图2(b)为超短脉冲经过先由单模光纤SMF+相位共轭+色散补偿光纤DCF组成的大带宽无三阶色散的正色散模块得到的波形；图2(c)为超短脉冲经过先由色散补偿光纤DCF+相位共轭+单模光纤SMF组成的大带宽无三阶色散的负色散模块得到的波形。从图中可以看出，本发明的大带宽任意纯二阶色散模块可将25nm的带宽内实现正负色散(波形翻转)。
图3(a)、3(b)、3(c)分别给三个测试模块的二阶色散。二阶色散可通过对脉冲延迟(频率分量)进行二阶多项式拟合中提取出二阶色散和三阶色散。从图3(a)和3(b)可以看出本发明的方案可实现3400ps2的大二阶色散，与纯色散补偿光纤DCF非常接近。通过简单地将两卷光纤进行位置交换，即可实现负的大二阶色散，如图3(c)所示，可达-3400.7ps2，因此本方案可实现任意大色散。
图4(a)、4(b)、4(c)分别给三个测试模块的三阶色散。三阶色散可通过对脉冲延迟(频率分量)进行二阶多项式拟合中提取。图4(a)显示了三阶色散可带来频率映射失真，数量高达-19.524ps3。而图4(b)和图4(c)显示了本方案实现的正负大色散模块的三阶色散量都仅为-0.012ps3和0.027ps3，主要来自于测试方法带来的误差。从图中可以看到本方案的三阶色散量可降低3个数量级，基本消除干净。据我们所知，这是目前实现的无三阶色散的最大正负色散量。
实施例二
为了进一步验证本方案可实现一种适用于时域光学的大带宽任意纯二阶色散模块，本方案又实施了一种25nm带宽、色散量高达1776ps2、无三阶色散的正色散模块实验，并与纯色散补偿光纤DCF的时域正色散模块进行了实验对比，验证本方案可实现相同大小的正色散量下同时消除三阶色散。
类似上图，图5(a)、5(b)分别给出了测试25nm带宽的飞秒超短脉冲经2个另外色散量值得时域大色散模块后的拉伸波形。
图6给出2个测试模块的二阶色散。从图中可以看出本发明的方案可实现1776ps2的大二阶色散，与纯色散补偿光纤DCF非常接近。
图7给2个测试模块的三阶色散。图中显示了三阶色散可带来频率映射失真，数量高达-9.256ps3。而本方案实现的正大色散模块的三阶色散量都仅为-0.003ps3，主要来自于测试方法带来的误差。从图中可以看到本方案的三阶色散量可降低4个数量级，基本消除干净。因此本方案再次验证了可消除三阶色散量。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于时域光学的正二阶色散获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用单模光纤对待测光信号进行时域拉伸，获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'；
S2、获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF的待测光信号与泵浦光进行汇合输入到非线性波导；
S3、待测光信号和泵浦光在非线性波导中发生简并四波混频，完成时域共轭，产生闲频光；
S4、对闲频光滤掉待测光信号和泵浦光；
S5、利用色散补偿光纤将滤波后的闲频光进行色散补偿，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF'，最终获得无三阶色散的正二阶色散。
2.一种适用于时域光学的负二阶色散获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用色散补偿光纤对待测光信号进行时域拉伸，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF；
S2、获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF的待测光信号与泵浦光进行汇合输入到非线性波导；
S3、待测光信号和泵浦光在非线性波导中发生简并四波混频，完成时域共轭，产生闲频光；
S4、对闲频光滤掉待测光信号和泵浦光；
S5、利用单模光纤将滤波后的闲频光进行色散补偿，获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'，最终获得无三阶色散的负二阶色散。
3.一种适用于时域光学的正二阶色散获取系统，其特征在于，包括单模光纤SMF，光源，波长耦合器，非线性波导，滤波器和色散补偿光纤DCF；
所述单模光纤SMF，用于为待测光信号提供获得负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'；
所述光源，用于产生连续泵浦光；
所述波长耦合器将待测光信号和泵浦光进行耦合；
所述非线性波导，用于待测光信号和泵浦光耦合后发生简并四波混频，完成待测光信号的时域共轭操作，产生闲频光；
所述滤波器，用于将产生的闲频光选出，滤掉待测光信号和强连续泵浦光；
所述色散补偿光纤DCF，用于给闲频光提供正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF”，最终获得无三阶色散的正二阶色散。
4.如权利要求3所述的正二阶色散获取系统，其特征在于，所述单模光纤SMF和所述色散补偿光纤DCF的三阶色散量大小相等。
5.一种适用于时域光学的负二阶色散获取系统，其特征在于，包括色散补偿光纤DCF，光源，波长耦合器，非线性波导，滤波器和单模光纤SMF；
所述色散补偿光纤DCF，用于对待测光信号进行色散补偿，获得正二阶色散ΦDCF和负三阶色散ΦDCF；
所述光源，用于产生连续泵浦光；
所述波长耦合器将待测光信号和泵浦光进行耦合；
所述非线性波导，用于待测光信号和泵浦光耦合后发生简并四波混频，完成待测光信号的时域共轭操作，产生闲频光；
所述滤波器，用于将产生的闲频光选出，滤掉待测光信号和泵浦光；
所述单模光纤SMF，用于给闲频光提供负二阶色散ΦSMF和正三阶色散ΦSMF'，最终获得无三阶色散的负二阶色散。
6.如权利要求5所述的负二阶色散获取系统，其特征在于，所述色散补偿光纤DCF和的单模光纤SMF三阶色散量大小相等。
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