光脉冲相位提取恢复系统技术方案

一种光脉冲相位提取恢复系统，适用于涉及激光光谱、光学测量领域。该光脉冲相位提取恢复系统包括：待测光脉冲(1)，第一、第二1

【技术实现步骤摘要】
光脉冲相位提取恢复系统


[0001]本专利技术涉及激光光谱、光学测量领域，尤其涉及一种光谱相位提取恢复系统。

技术介绍

[0002]光脉冲的光场分布既能在时域又能在频域表述。对于频域光谱测量，目前的光谱分析仪只能给出光幅度谱，而将光相位信息丢失。由于光相位包含重要光场分布信息，即使测量获得的光幅度谱相同，如果光相位不同，其对应的真实光场也会表现出明显的差异性。因此，要想完整表述真实光场的全部信息，必须对光谱幅度和相位同时进行测量。传统上通常采用频率分辨光学开关法(FROG)或光谱相位干涉法对光相位进行检测，但是，频率分辨光学开关法，由于需要在非线性晶体中产生二次谐波，一般只能对具有较高能量的超短光脉冲进行相位检测；而光谱相位干涉法，不仅要求待检测光场具有较好的单色相干性，而且光相位检测精度对检测系统的环境温度、振动等十分敏感。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有光脉冲相位检测方法的的不足，提出一种利用目前常用光谱分析仪，通过测量光幅度谱，直接提取恢复光相位信息的方法。
[0004]本专利技术的技术方案：
[0005]一种光脉冲相位提取恢复系统，包括，待测光脉冲，第一、第二1
×
2光耦合器，第一、第二光谱分析仪，第一、第二乘方运算器，第一、第二色散光纤，光相位调制器，波形发生器，电频谱仪，差分运算器，卷积运算器，除法运算器，积分运算器；
[0006]所述各器件的连接如下：
[0007]所述的待测光脉冲连接第一1
×<br/>2光耦合器的输入端口，第一1
×
2光耦合器的第一输出端口连接第一光谱分析仪的输入端口，第一光谱分析仪的输出经第一乘方运算器连接第二1
×
2光耦合器的输入端口，第二1
×
2光耦合器的第一端口连接差分运算器的第一输入端口，第二1
×
2光耦合器的第二端口连接除法运算器的除数端口；第一1
×
2光耦合器的第二输出端口经第一色散光纤连接光相位调制器的光输入端口，光相位调制器的光输出端口经第二色散光纤连接第二光谱分析仪的输入端口，第二光谱分析仪的输出经第二乘方运算器连接差分运算器的第二输入端口，差分运算器的输出端口连接卷积运算器的第一输入端口；光相位调制器的电输入端口连接波形发生器的第一输出端口，波形发生器的第二输出端口连接电频谱仪的输入端口，电频谱仪的输出端口连接卷积运算器的第二输入端口，卷积运算器的输出端口连接除法运算器的被除数端口，除法运算器的输出端口连接积分运算器的输入端口，积分运算器的输出端口即可提取恢复出待测光脉冲的相位信息；
[0008]所述的波形发生器5的第一输出端口输出正弦信号，波形发生器5的第二输出端口输出阶跃信号；
[0009]所述的光相位调制器4在波形发生器5第一输出端口正弦信号的近零附近被调制；
[0010]所述的第二1
×
2光耦合器122的第一端口处为光脉冲的幅度平方谱|F(ω)|2；所
述的第二乘方运算器42的输出端口处为光脉冲经相位调制后得到的幅度平方谱|F
φ
(ω)|2；所述的卷积运算器8的第一输入端口处为差分信号谱：卷积运算器8的第二输入端口处为阶跃信号幅度谱：H(ω)，卷积运算器8的输出端口处得到：所述的除法运算器9的输出端口获得待测光脉冲的相位微分延迟信息，记为：所述的积分运算器10的输出端口提取恢复出待测光脉冲的相位信息：
附图说明
[0011]图1光脉冲相位提取恢复系统。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。
[0013]如图1，光脉冲相位提取恢复系统，包括，待测光脉冲1，第一、第二1
×
2光耦合器121、122，第一、第二光谱分析仪21、22，第一、第二乘方运算器41、42，第一、第二色散光纤31、32，光相位调制器4，波形发生器5，电频谱仪6，差分运算器7，卷积运算器8，除法运算器9，积分运算器10；
[0014]所述各器件的连接如下：
[0015]所述的待测光脉冲1连接第一1
×
2光耦合器121的输入端口，第一1
×
2光耦合器121的第一输出端口连接第一光谱分析仪21的输入端口，第一光谱分析仪21的输出经第一乘方运算器41连接第二1
×
2光耦合器122的输入端口，第二1
×
2光耦合器122的第一端口连接差分运算器7的第一输入端口，第二1
×
2光耦合器122的第二端口连接除法运算器9的除数端口；第一1
×
2光耦合器121的第二输出端口经第一色散光纤31连接光相位调制器4的光输入端口，光相位调制器4的光输出端口经第二色散光纤32连接第二光谱分析仪22的输入端口，第二光谱分析仪22的输出经第二乘方运算器42连接差分运算器7的第二输入端口，差分运算器7的输出端口连接卷积运算器8的第一输入端口；光相位调制器4的电输入端口连接波形发生器5的第一输出端口，波形发生器5的第二输出端口连接电频谱仪6的输入端口，电频谱仪6的输出端口连接卷积运算器8的第二输入端口，卷积运算器8的输出端口连接除法运算器9的被除数端口，除法运算器9的输出端口连接积分运算器10的输入端口，积分运算器10的输出端口即可提取恢复出待测光脉冲的相位信息；
[0016]所述的波形发生器5的第一输出端口输出正弦信号，波形发生器5的第二输出端口输出阶跃信号；
[0017]所述的光相位调制器4在波形发生器5第一输出端口正弦信号的近零附近被调制；
[0018]所述的第一色散光纤31色散与第二色散光纤32的色散，互为相反数；
[0019]所述的第二1
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2光耦合器122的第一端口处为光脉冲的幅度平方谱|F(ω)|2；所述的第二乘方运算器42的输出端口处为光脉冲经相位调制后得到的幅度平方谱|F
φ
(ω)|2；所述的卷积运算器8的第一输入端口处为差分信号谱：卷积运算器8的第二输入端口处为阶跃信号幅度谱：H(ω)，卷积运算器8的输出端口处得到：所述的除法运算器9的输出端口获得待测光脉冲的相位微分延迟信息，记为：所述的积分运算器10的输出端口提取恢复出待测光脉冲的相位信息：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光脉冲相位提取恢复系统，其特征在于，该系统包括：待测光脉冲(1)，第一、第二1
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2光耦合器(121)、(122)，第一、第二光谱分析仪(21)、(22)，第一、第二乘方运算器(41)、(42)，第一、第二色散光纤(31)、(32)，光相位调制器(4)，波形发生器(5)，电频谱仪(6)，差分运算器(7)，卷积运算器(8)，除法运算器(9)，积分运算器(10)；所述各器件的连接如下：所述的待测光脉冲(1)连接第一1
×
2光耦合器(121)的输入端口，第一1
×
2光耦合器(121)第一输出端口连接第一光谱分析仪(21)的输入端口，第一光谱分析仪(21)的输出经第一乘方运算器(41)连接第二1
×
2光耦合器(122)的输入端口，第二1
×
2光耦合器(122)的第一端口连接差分运算器(7)的第一输入端口，第二1
×
2光耦合器(122)的第二端口连接除法运算器(9)的除数端口；第一1
×
2光耦合器(121)的第二输出端口经第一色散光纤(31)连接光相位调制器(4)的光输入端口，光相位调制器(4)的光输出端口经第二色散光纤(32)连接第二光谱分析仪(22)的输入端口，第二光谱分析仪(22)的输出经第二乘方运算器(42)连接差分运算器(7)的第二输入端口，差分运算器(7)的输出端口连接卷积运算器(8)的第一输入端口；光相位调制器(4)的电输入端口连...

【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：