超高速光脉冲抽样器制造技术

一种超高速光脉冲抽样器，适用于高速光信号处理领域。锁模激光器（1）的输出端口经高非线性介质（2）连接波时分离单元（3）的输入端口；光强度调制器（4）的光输入端口、光输出端口、电输入端口分别连接波时分离单元（3）的输出端口、1×N光分束器（6）的一字端口、电码型发生器（5）的输出端口；1×N光分束器（6）的第一到第N分支端口分别连接第一至第N光电探测器（11）、（12）、……、（1N）的输入端口；波时分离单元（3）由第一至第N基于微环谐振腔的波时延迟器（31）、（32）、……、（3N）构成，对光脉冲进行波长和时间分离，使得光脉冲的总体抽样速率提高N倍。

Ultra high speed optical pulse sampler

The utility model relates to an ultra high speed optical pulse sampler, which is suitable for the field of high-speed optical signal processing. A mode-locked laser (1) output ports with high nonlinear medium (2) separation unit (3) connected wave input port; light intensity modulator (4) of the light input port, light output port, input port are respectively connected with the electric wave separation unit (3) of the output port, 1 x N light the beam splitter (6), the word port code generator (5) output port; 1 x N optical beam splitter (6) the first to the N branch ports are respectively connected to the first N detector (11), (12),...... (1N) an input port; the wave time separation unit (3) is based on a wave time retarder (31) and (32) from the first to the N based on the microring resonator,...... And (3N) constitute the separation of wavelength and time of the optical pulse, so that the overall sampling rate of the optical pulse is increased by N times.

【技术实现步骤摘要】
超高速光脉冲抽样器
本专利技术属于信息光电子
，特别涉及一种超高速光脉冲抽样器。
技术介绍
数字系统因在稳定性、抗干扰能力、处理精度等方面与模拟系统相比具有明显的优势，近年来取得了飞速的发展。作为模拟与数字系统接口的关键器件，模数转换器引起了人们越来越多的关注。然而，由于受限于时钟精度和器件材料，电的模数转换器在超宽带、超高速等先进系统中显得力不从心，因此对高速、高精度全光模数转换器的需求便与日俱增。全光模数转换器涉及光学抽样、光学量化和光学编码三个基本单元，其中光学抽样是实现全光模数转换的第一步，直接决定着整个全光模数转换器的转换精度和处理速度。目前的光学抽样方法主要分为两类：一类是基于光纤、非线性晶体或半导体中的超快光学非线性效应，如2004年Oda等人报道的基于光纤中四波混频的全光抽样技术[Sho-ichiroOda,AkihiroMaruta,Ken-ichiKitayama,“All-opticalquantizationschemebasedonfibernonlinearity”,IEEEPhotonicsTechnology,Letters,2004,Vol16,No.2,pp:587-589]；另一类是基于半导体光放大器的开关效应，如2010年YiYang等人报道的基于半导体光放大器和马赫-增德尔干涉仪的全光抽样技术[YiYang,JianCui,ZhengLi,ZhengZheng,“WaveformmonitoringbasedoncascadedsymmetricMach-Zehnderinterferometer”,2010SymposiumonPhotonicsandOptoelectronic]。但是，上述方案由于精度、稳定度和时间分辨率有限，几乎无法对光脉冲进行高速抽样。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有光脉冲抽样器在精度、稳定度和时间分辨率上的不足，提出一种超高速光脉冲抽样器。本专利技术的技术方案：本专利技术提出一种超高速光脉冲抽样器，包括：锁模激光器、高非线性介质、波时分离单元、光强度调制器、电码型发生器、1×N光分束器、第一至第N光电探测器，所述各器件的连接如下：锁模激光器的输出端口连接高非线性介质的一端，高非线性介质的另一端连接波时分离单元的输入端口；波时分离单元的输出端口连接光强度调制器的光输入端口，光强度调制器的光输出端口连接1×N光分束器的一字端口，光强度调制器的电输入端口连接电码型发生器的输出端口，1×N光分束器的第一到第N分支端口分别连接第一至第N光电探测器的输入端口；波时分离单元由第一至第N基于微环谐振腔的波时延迟器构成，其器件的连接为：第一基于微环谐振腔的波时延迟器的第一端口作为波时分离单元的输入端口；第一基于微环谐振腔的波时延迟器的第二、第四端口分别连接第二基于微环谐振腔的波时延迟器的第一、第三端口，第二基于微环谐振腔的波时延迟器的第二、第四端口分别连接第三基于微环谐振腔的波时延迟器的第一、第三端口，……、第N-1基于微环谐振腔的波时延迟器的第二、第四端口分别连接第N基于微环谐振腔的波时延迟器的第一、第三端口；第N基于微环谐振腔的波时延迟器的第四端口作为波时分离单元的输出端口；所述的第一至第N基于微环谐振腔的波时延迟器中第一至第N微环谐振腔的半径依次为R、2×R、3×R、……、N×R；第一至第N光延迟线的长度分别为L、2×L、3×L、……、N×L。本专利技术提出的超高速光脉冲抽样器，其工作方式为：锁模激光器输出的超短光脉冲经高非线性介质光谱展宽形成宽谱光脉冲，然后利用波时分离单元中第一至第N基于微环谐振腔的波长分离作用和第一至第N光延迟线的时间分离作用，形成不同波长的光脉冲等间隔出现的光脉冲源，然后利用光强度调制器进行光强度调制，最后经1×N光分束器分离成对应各个波长的低速率光脉冲，由光电探测器检测输出。本专利技术的有益效果具体如下：本专利技术提出的一种超高速光脉冲抽样器，充分利用波时分离单元中第一至第N基于微环谐振腔的波长分离作用和第一至第N光延迟线的时间分离作用，形成不同波长的光脉冲等间隔出现的光脉冲源，并经1×N光分束器分离成对应各个波长的低速率光脉冲，由光电探测器检测输出，因此所提出的光脉冲抽样器可以在现有光电探测器检测速度不变的情况下，将光脉冲的总体抽样速度提高N倍，具有结构简单、成本低廉、控制方便等优点。附图说明图1超高速光脉冲抽样器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。实施例一如图1，超高速光脉冲抽样器，包括：锁模激光器1、高非线性介质2、波时分离单元3、光强度调制器4、电码型发生器5、1×N光分束器6、第一至第N光电探测器11、12、……、1N，各器件的连接如下：锁模激光器1的输出端口连接高非线性介质2的一端，高非线性介质2的另一端连接波时分离单元3的输入端口；波时分离单元3的输出端口连接光强度调制器4的光输入端口，光强度调制器4的光输出端口连接1×N光分束器6的一字端口，光强度调制器4的电输入端口连接电码型发生器5的输出端口，1×N光分束器6的第一到第N分支端口分别连接第一至第N光电探测器11、12、……、1N的输入端口；波时分离单元3由第一至第N基于微环谐振腔的波时延迟器31、32、……、3N构成，其器件的连接为：第一基于微环谐振腔的波时延迟器31的第一端口作为波时分离单元3的输入端口；第一基于微环谐振腔的波时延迟器31的第二、第四端口分别连接第二基于微环谐振腔的波时延迟器32的第一、第三端口，第二基于微环谐振腔的波时延迟器32的第二、第四端口分别连接第三基于微环谐振腔的波时延迟器33的第一、第三端口，……、第N-1基于微环谐振腔的波时延迟器3N-1的第二、第四端口分别连接第N基于微环谐振腔的波时延迟器3N的第一、第三端口；第N基于微环谐振腔的波时延迟器3N的第四端口作为波时分离单元3的输出端口；所述的第一至第N基于微环谐振腔的波时延迟器31、32、……、3N中第一至第N微环谐振腔的半径依次为R、2×R、3×R、……、N×R；第一至第N光延迟线的长度分别为L、2×L、3×L、……、N×L。所述的高非线性介质3可以为高非线性光纤或高非线性半导体波导。本文档来自技高网...

【技术保护点】
超高速光脉冲抽样器，其特征在于，该器件包括：锁模激光器（1）、高非线性介质（2）、波时分离单元（3）、光强度调制器（4）、电码型发生器（5）、1×N光分束器（6）、第一至第N光电探测器（11）、（12）、……、（1N），所述各器件的连接如下：锁模激光器（1）的输出端口连接高非线性介质（2）的一端，高非线性介质（2）的另一端连接波时分离单元（3）的输入端口；波时分离单元（3）的输出端口连接光强度调制器（4）的光输入端口，光强度调制器（4）的光输出端口连接1×N光分束器（6）的一字端口，光强度调制器（4）的电输入端口连接电码型发生器（5）的输出端口，1×N光分束器（6）的第一到第N分支端口分别连接第一至第N光电探测器（11）、（12）、……、（1N）的输入端口；波时分离单元（3）由第一至第N基于微环谐振腔的波时延迟器（31）、（32）、……、 （3N）构成，其连接方式为：第一基于微环谐振腔的波时延迟器（31）的第一端口作为波时分离单元（3）的输入端口；第一基于微环谐振腔的波时延迟器（31）的第二、第四端口分别连接第二基于微环谐振腔的波时延迟器（32）的第一、第三端口，第二基于微环谐振腔的波时延迟器（32）的第二、第四端口分别连接第三基于微环谐振腔的波时延迟器（33）的第一、第三端口，……、第N‑1基于微环谐振腔的波时延迟器（3N‑1）的第二、第四端口分别连接第N基于微环谐振腔的波时延迟器（3N）的第一、第三端口；第N基于微环谐振腔的波时延迟器（3N）的第四端口作为波时分离单元（3）的输出端口。...

【技术特征摘要】
1.超高速光脉冲抽样器，其特征在于，该器件包括：锁模激光器（1）、高非线性介质（2）、波时分离单元（3）、光强度调制器（4）、电码型发生器（5）、1×N光分束器（6）、第一至第N光电探测器（11）、（12）、……、（1N），所述各器件的连接如下：锁模激光器（1）的输出端口连接高非线性介质（2）的一端，高非线性介质（2）的另一端连接波时分离单元（3）的输入端口；波时分离单元（3）的输出端口连接光强度调制器（4）的光输入端口，光强度调制器（4）的光输出端口连接1×N光分束器（6）的一字端口，光强度调制器（4）的电输入端口连接电码型发生器（5）的输出端口，1×N光分束器（6）的第一到第N分支端口分别连接第一至第N光电探测器（11）、（12）、……、（1N）的输入端口；波时分离单元（3）由第一至第N基于微环谐振腔的波时延迟器（31）、（32）、……、（3N）构成，其连接方式为：第一基于微环谐振腔的波时延迟器（31）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董小伟，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11