自调节工作波长的光脉冲延时器制造技术

本发明专利技术提供一种自调节工作波长的光脉冲延时器，克服了由于不同波长光波的透射率不同所导致的脉冲形变。包括第一耦合器、第一光电探测器、第二耦合器、第一隔离器、第二光电探测器、泵浦光源、压电陶瓷片、增益环形波导、第三耦合器、第二隔离器和分析及控制系统。当光脉冲信号在环形谐振腔中谐振时，环形谐振腔会使光脉冲信号产生延时，延时的大小由第二耦合器的耦合比与第三耦合器的耦合比决定；当波长为本光脉冲延时器工作波长的光通过被泵浦的增益环形波导时，获得增益本发明专利技术可自主调节工作波长，对输入的光脉冲信号中的不同波长成分的透射率均相同，消除了由于光脉冲信号中的不同波长成分透射率不同所导致的脉冲形变。

【技术实现步骤摘要】
自调节工作波长的光脉冲延时器
本专利技术涉及光学器件的
，具体说涉及一种自调节工作波长的光脉冲延时器。
技术介绍
在光传输、通信及传感系统中，为保证系统流畅、快速的传输数据(数据通常由光脉冲组合形成)，通常需要对系统中的一些数据进行延时或缓存，以防止不同信道之间产生数据传输竞争，从而造成系统通信阻塞甚至瘫痪。目前的光学系统对光脉冲实施延时，可采用数百米甚至数千米的光学波导，光脉冲在光学波导中传输所消耗的时间，就是光脉冲的延时，但由于光学波导过长，导致系统体积过大，也可采用新型的光脉冲延时器件，但这些器件通常结构复杂，且工作波长往往是固定的，特别是对不同波长光波的透射率不同，导致光脉冲产生较大的形变。
技术实现思路
基于以上不足之处，本专利技术提供一种自调节工作波长的光脉冲延时器，克服了目前光脉冲延时器体积大、结构复杂、工作波长固定等问题，特别是克服了由于不同波长光波的透射率不同所导致的脉冲形变的问题。本专利技术的目的是这样实现的：一种自调节工作波长的光脉冲延时器，包括第一耦合器、第一光电探测器、第二耦合器、第一隔离器、第二光电探测器、泵浦光源、压电陶瓷片、增益环形波导、第三耦合器、第二隔离器和分析及控制系统，所述的第一耦合器的光输入端为本光脉冲延时器的光输入端，第一耦合器的第一光输出端连接第一光电探测器的光输入端，第一耦合器的第二光输出端连接第二耦合器的光输入端，第二耦合器的光输出端连接第一隔离器的光输出端，第一隔离器的光输入端连接第二光电探测器的光输入端，增益环形波导分别连接第二耦合器的第一光输入输出端和第二光输入输出端、第三耦合器的第一光输入输出端和第二光输入输出端，增益环形波导的一部分与压电陶瓷片固定连接，泵浦光源的光输出端连接第三耦合器的光输入端，第三耦合器的光输出端连接第二隔离器的光输出端，第二隔离器的光输入端为本光脉冲延时器的光输出端；第一光电探测器的电输出端连接分析及控制系统的第一电输入端，第二光电探测器的电输出端连接分析及控制系统的第二电输入端，分析及控制系统的第一电输出端连接泵浦光源的电输入端，分析及控制系统的第二电输出端连接压电陶瓷片的电输入端；所述的第二耦合器、增益环形波导、第三耦合器构成环形谐振腔，环形谐振腔的谐振波长即为本光脉冲延时器的工作波长；当光脉冲信号在环形谐振腔中谐振时，环形谐振腔会使光脉冲信号产生延时，延时的大小由第二耦合器的耦合比与第三耦合器的耦合比决定；所述的泵浦光源的输出光的波长、第一隔离器的工作波长、与第二隔离器的工作波长均相同，但不同于本光脉冲延时器的工作波长；所述的泵浦光源输出泵浦光，通过改变泵浦光源的电输入端的电压，进而调节泵浦光源输出的泵浦光的功率，且泵浦光源输出的泵浦光能够泵浦增益环形波导；所述的增益环形波导为本光脉冲延时器提供增益，即当波长为本光脉冲延时器工作波长的光通过被泵浦的增益环形波导时，获得增益；通过改所述的变压电陶瓷片的电输入端的电压，能够调节压电陶瓷片的长度，进而调节增益环形波导的长度、以及环形谐振腔的腔长；所述的第一隔离器和第二隔离器，只对波长与其工作波长相同的光具有单向导通效果，而对其它波长的光具有双向导通效果；所述的第一耦合器为1×2耦合器，其耦合比远大于1，且经第一耦合器进入第二耦合器的光强远大于经第一耦合器进入第一光电探测器的光强；所述的第二耦合器与第三耦合器，均为2×2耦合器；所述的第一光电探测器与第二光电探测器，二者的参数完全相同，且二者的工作波长均为本光脉冲延时器的工作波长；输入本光脉冲延时器的光脉冲信号的中心波长，需同时远离第一隔离器的工作波长、以及第二隔离器的工作波长，使得第一隔离器、第二隔离器对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号不具有单向导通效果，并且具有双向导通效果；输入本光脉冲延时器的光脉冲信号，需包含一个触发光脉冲，触发光脉冲的脉宽且需大于分析及控制系统的响应时间，所述的触发光脉冲位于光脉冲信号的最前端；输入本光脉冲延时器的光脉冲信号由第一耦合器的光输入端输入，经第一耦合器后分为两束，由于第一耦合器的耦合比远大于1，且经第一耦合器进入第二耦合器的光强远大于经第一耦合器进入第一光电探测器的光强，因此，光强较小的一束进入第一光电探测器，光强较大的另一束经第二耦合器进入环形谐振腔；由于第一隔离器对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号具有双向导通效果，因此，环形谐振腔中的光脉冲信号可由第二耦合器输出、并经第一隔离器进入第二光电探测器，同时，由于第二隔离器对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号具有双向导通效果，因此，环形谐振腔中的光脉冲信号也可由第三耦合器输出、并经第二隔离器而由本光脉冲延时器的光输出端输出；所述的第一光电探测器将参考光信号的光强转化为参考电压信号，并将参考电压信号输入分析及控制系统，所述的分析及控制系统接收到参考电压信号后，产生三角波电压信号，并将所述的三角波电压信号加载到压电陶瓷片的电输入端，以连续改变压电陶瓷片的长度，进而连续改变增益环形波导的长度，并能够连续改变环形谐振腔的腔长，环形谐振腔的腔长的连续变化，使环形谐振腔的谐振波长连续变化；通过连续改变环形谐振腔的腔长，在第二耦合器的光输出端获得触发光脉冲经环形谐振腔的透射谱，将触发光脉冲经环形谐振腔而由第二耦合器输出的光信号作为透射光信号，透射光信号由第二耦合器输出进入第一隔离器，由于第一隔离器对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号具有双向导通效果，因此，透射光信号经第一隔离器进入第二光电探测器，第二光电探测器将透射光信号的光强转化为透射电压信号，并将透射电压信号输入分析及控制系统；在分析及控制系统中，在同一时间轴对比三角波电压信号与透射电压信号，获得透射电压信号的最小电压值的时刻处所对应的三角波电压信号的电压值x，然后，分析及控制系统产生幅度为x的直流电压信号，将此直流电压信号作为谐振直流电压信号，并将谐振直流电压信号加载到压电陶瓷片的电输入端，以调节环形谐振腔的腔长，进而调节环形谐振腔的谐振波长即本光脉冲延时器的工作波长，使得输入本光脉冲延时器的光脉冲信号中触发光脉冲之后的光脉冲在环形谐振腔中谐振，进而产生延时；同时，在分析及控制系统中，由透射电压信号的最小电压值获得触发光脉冲在环形谐振腔中的损耗，然后，分析及控制系统产生幅度为y的直流电压信号，将此直流电压信号作为泵浦直流电压信号，并将泵浦直流电压信号加载到泵浦光源的电输入端，以调节泵浦光源输出的泵浦光的功率，从而泵浦增益环形波导为输入本光脉冲延时器的光脉冲信号提供增益，并使得输入本光脉冲延时器的光脉冲信号中触发光脉冲之后的光脉冲，在环形谐振腔中的增益等于在环形谐振腔中的损耗。本专利技术还具有如下技术特征：1、所述的分析及控制系统包括采样电路、对比电路、第一输出电路和第二输出电路；采样电路的第一电输入端为分析及控制系统的第一电输入端，采样电路的第二电输入端为分析及控制系统的第二电输入端，第一输出电路的电输出端为分析及控制系统的第一电输出端，第二输出电路的电输出端为分析及控制系统的第二电输出端；第一光电探测器的电输出端连接采样电路的第一电输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自调节工作波长的光脉冲延时器，包括第一耦合器(1)、第一光电探测器(2)、第二耦合器(3)、第一隔离器(4)、第二光电探测器(5)、泵浦光源(6)、压电陶瓷片(7)、增益环形波导(8)、第三耦合器(9)、第二隔离器(10)和分析及控制系统(11)，其特征在于：所述的第一耦合器(1)的光输入端为本光脉冲延时器的光输入端，第一耦合器(1)的第一光输出端连接第一光电探测器(2)的光输入端，第一耦合器(1)的第二光输出端连接第二耦合器(3)的光输入端，第二耦合器(3)的光输出端连接第一隔离器(4)的光输出端，第一隔离器(4)的光输入端连接第二光电探测器(5)的光输入端，增益环形波导(8)分别连接第二耦合器(3)的第一光输入输出端和第二光输入输出端、第三耦合器(9)的第一光输入输出端和第二光输入输出端，增益环形波导(8)的一部分与压电陶瓷片(7)固定连接，泵浦光源(6)的光输出端连接第三耦合器(9)的光输入端，第三耦合器(9)的光输出端连接第二隔离器(10)的光输出端，第二隔离器(10)的光输入端为本光脉冲延时器的光输出端；第一光电探测器(2)的电输出端连接分析及控制系统(11)的第一电输入端，第二光电探测器(5)的电输出端连接分析及控制系统(11)的第二电输入端，分析及控制系统(11)的第一电输出端连接泵浦光源(6)的电输入端，分析及控制系统(11)的第二电输出端连接压电陶瓷片(7)的电输入端；/n所述的第二耦合器(3)、增益环形波导(8)、第三耦合器(9)构成环形谐振腔，环形谐振腔的谐振波长即为本光脉冲延时器的工作波长；当光脉冲信号在环形谐振腔中谐振时，环形谐振腔会使光脉冲信号产生延时，延时的大小由第二耦合器(3)的耦合比与第三耦合器(9)的耦合比决定；/n所述的泵浦光源(6)的输出光的波长、第一隔离器(4)的工作波长、与第二隔离器(10)的工作波长均相同，但不同于本光脉冲延时器的工作波长；/n所述的泵浦光源(6)输出泵浦光，通过改变泵浦光源(6)的电输入端的电压，进而调节泵浦光源(6)输出的泵浦光的功率，且泵浦光源(6)输出的泵浦光能够泵浦增益环形波导(8)；/n所述的增益环形波导(8)为本光脉冲延时器提供增益，即当波长为本光脉冲延时器工作波长的光通过被泵浦的增益环形波导(8)时，获得增益；/n通过改所述的变压电陶瓷片(7)的电输入端的电压，能够调节压电陶瓷片(7)的长度，进而调节增益环形波导(8)的长度、以及环形谐振腔的腔长；/n所述的第一隔离器(4)和第二隔离器(10)，只对波长与其工作波长相同的光具有单向导通效果，而对其它波长的光具有双向导通效果；所述的第一耦合器(1)为1×2耦合器，其耦合比远大于1，且经第一耦合器(1)进入第二耦合器(3)的光强远大于经第一耦合器(1)进入第一光电探测器(2)的光强；所述的第二耦合器(3)与第三耦合器(9)，均为2×2耦合器；所述的第一光电探测器(2)与第二光电探测器(5)，二者的参数完全相同，且二者的工作波长均为本光脉冲延时器的工作波长；/n输入本光脉冲延时器的光脉冲信号的中心波长，需同时远离第一隔离器(4)的工作波长、以及第二隔离器(10)的工作波长，使得第一隔离器(4)、第二隔离器(10)对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号不具有单向导通效果，并且具有双向导通效果；输入本光脉冲延时器的光脉冲信号，需包含一个触发光脉冲，触发光脉冲的脉宽且需大于分析及控制系统(11)的响应时间，所述的触发光脉冲位于光脉冲信号的最前端；/n输入本光脉冲延时器的光脉冲信号由第一耦合器(1)的光输入端输入，经第一耦合器(1)后分为两束，由于第一耦合器(1)的耦合比远大于1，且经第一耦合器(1)进入第二耦合器(3)的光强远大于经第一耦合器(1)进入第一光电探测器(2)的光强，因此，光强较小的一束进入第一光电探测器(2)，光强较大的另一束经第二耦合器(3)进入环形谐振腔；由于第一隔离器(4)对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号具有双向导通效果，因此，环形谐振腔中的光脉冲信号可由第二耦合器(3)输出、并经第一隔离器(4)进入第二光电探测器(5)，同时，由于第二隔离器(10)对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号具有双向导通效果，因此，环形谐振腔中的光脉冲信号也可由第三耦合器(9)输出、并经第二隔离器(10)而由本光脉冲延时器的光输出端输出；/n所述的第一光电探测器(2)将参考光信号的光强转化为参考电压信号，并将参考电压信号输入分析及控制系统(11)，所述的分析及控制系统(11)接收到参考电压信号后，产生三角波电压信号，并将所述的三角波电压信号加载到压电陶瓷片(7)的电输入端，以连续改变压电陶瓷片(7)的长度，进而连续改变增益环形波导(8)的长度，并能够连续改变环形谐振腔的腔长，环形谐振腔的腔长的连续变化，使环形谐振腔的谐...

【技术特征摘要】
1.一种自调节工作波长的光脉冲延时器，包括第一耦合器(1)、第一光电探测器(2)、第二耦合器(3)、第一隔离器(4)、第二光电探测器(5)、泵浦光源(6)、压电陶瓷片(7)、增益环形波导(8)、第三耦合器(9)、第二隔离器(10)和分析及控制系统(11)，其特征在于：所述的第一耦合器(1)的光输入端为本光脉冲延时器的光输入端，第一耦合器(1)的第一光输出端连接第一光电探测器(2)的光输入端，第一耦合器(1)的第二光输出端连接第二耦合器(3)的光输入端，第二耦合器(3)的光输出端连接第一隔离器(4)的光输出端，第一隔离器(4)的光输入端连接第二光电探测器(5)的光输入端，增益环形波导(8)分别连接第二耦合器(3)的第一光输入输出端和第二光输入输出端、第三耦合器(9)的第一光输入输出端和第二光输入输出端，增益环形波导(8)的一部分与压电陶瓷片(7)固定连接，泵浦光源(6)的光输出端连接第三耦合器(9)的光输入端，第三耦合器(9)的光输出端连接第二隔离器(10)的光输出端，第二隔离器(10)的光输入端为本光脉冲延时器的光输出端；第一光电探测器(2)的电输出端连接分析及控制系统(11)的第一电输入端，第二光电探测器(5)的电输出端连接分析及控制系统(11)的第二电输入端，分析及控制系统(11)的第一电输出端连接泵浦光源(6)的电输入端，分析及控制系统(11)的第二电输出端连接压电陶瓷片(7)的电输入端；
所述的第二耦合器(3)、增益环形波导(8)、第三耦合器(9)构成环形谐振腔，环形谐振腔的谐振波长即为本光脉冲延时器的工作波长；当光脉冲信号在环形谐振腔中谐振时，环形谐振腔会使光脉冲信号产生延时，延时的大小由第二耦合器(3)的耦合比与第三耦合器(9)的耦合比决定；
所述的泵浦光源(6)的输出光的波长、第一隔离器(4)的工作波长、与第二隔离器(10)的工作波长均相同，但不同于本光脉冲延时器的工作波长；
所述的泵浦光源(6)输出泵浦光，通过改变泵浦光源(6)的电输入端的电压，进而调节泵浦光源(6)输出的泵浦光的功率，且泵浦光源(6)输出的泵浦光能够泵浦增益环形波导(8)；
所述的增益环形波导(8)为本光脉冲延时器提供增益，即当波长为本光脉冲延时器工作波长的光通过被泵浦的增益环形波导(8)时，获得增益；
通过改所述的变压电陶瓷片(7)的电输入端的电压，能够调节压电陶瓷片(7)的长度，进而调节增益环形波导(8)的长度、以及环形谐振腔的腔长；
所述的第一隔离器(4)和第二隔离器(10)，只对波长与其工作波长相同的光具有单向导通效果，而对其它波长的光具有双向导通效果；所述的第一耦合器(1)为1×2耦合器，其耦合比远大于1，且经第一耦合器(1)进入第二耦合器(3)的光强远大于经第一耦合器(1)进入第一光电探测器(2)的光强；所述的第二耦合器(3)与第三耦合器(9)，均为2×2耦合器；所述的第一光电探测器(2)与第二光电探测器(5)，二者的参数完全相同，且二者的工作波长均为本光脉冲延时器的工作波长；
输入本光脉冲延时器的光脉冲信号的中心波长，需同时远离第一隔离器(4)的工作波长、以及第二隔离器(10)的工作波长，使得第一隔离器(4)、第二隔离器(10)对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号不具有单向导通效果，并且具有双向导通效果；输入本光脉冲延时器的光脉冲信号，需包含一个触发光脉冲，触发光脉冲的脉宽且需大于分析及控制系统(11)的响应时间，所述的触发光脉冲位于光脉冲信号的最前端；
输入本光脉冲延时器的光脉冲信号由第一耦合器(1)的光输入端输入，经第一耦合器(1)后分为两束，由于第一耦合器(1)的耦合比远大于1，且经第一耦合器(1)进入第二耦合器(3)的光强远大于经第一耦合器(1)进入第一光电探测器(2)的光强，因此，光强较小的一束进入第一光电探测器(2)，光强较大的另一束经第二耦合器(3)进入环形谐振腔；由于第一隔离器(4)对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号具有双向导通效果，因此，环形谐振腔中的光脉冲信号可由第二耦合器(3)输出、并经第一隔离器(4)进入第二光电探测器(5)，同时，由于第二隔离器(10)对输入本光脉冲延时器的光脉冲信号具有双向导通效果，因此，环形谐振腔中的光脉冲信号也可由第三耦合器(9)输出、并经第二隔离器(10)而由本光脉冲延时器的光输出端输出；
所述的第一光电探测器(2)将参考光信号的光强转化为参考电压信号，并将参考电压信号输入分析及控制系统(11)，所述的分析及控制系统(11)接收到参考电压信号后，产生三角波电压信号，并将所述的三角波电压信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：田赫，陈剑峰，刘星，李纪娜，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23