[發明專利]通過使用四波混頻進行時間展寬的高速光采樣

無效

• 申請號: 201080015666.4
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN102388298A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: M·利普森;A·加埃塔;R·薩利姆;M·福斯特;D·格拉格提;A·特納
• 申請（專利權）人: 康奈爾大學
• 主分類號: G01J9/00
• 分類號: G01J9/00
• 代理公司: 北京萬慧達知識產權代理有限公司 11111
• 代理人: 楊穎;張一軍

1.一種用于展寬信號波形的時間展寬設備，包括

輸入擴散單元，用于對輸入信號波形進行擴散；

泵浦脈沖源；

泵浦脈沖擴散單元，用于對由所述泵浦源所產生的泵浦脈沖進行擴散(或“施加啁啾”)；

光耦合器，用于對泵浦脈沖和擴散后的輸入信號波形進行組合；

四波混頻器(FWM)，其中該四波混頻器被耦合到所述光耦合器；

帶通濾波器；以及

輸出擴散單元。

2.權利要求1的設備，包括光檢測器。

3.權利要求2的設備，其中所述光檢測器是實時示波器或采樣示波器。

4.權利要求1的設備，其中所述泵浦脈沖源是OPO或短脈沖激光器。

5.權利要求1的設備，其中所述輸入擴散單元、泵浦脈沖擴散單元和/或輸出擴散單元是光柵、光纖、啁啾布拉格光柵、或擴散波導管。

6.權利要求1的設備，其中所述四波混頻器(FW)是基于硅芯片的波導管(或FWM設備)、光子晶體光纖、高度非線性光纖、半導體光放大器、或介電非線性波導管。

7.權利要求6的設備，其中所述四波混頻器(FWM)是基于硅芯片的波導管(或FWM設備)，并且所述帶通濾波器被集成在FWM芯片上。

8.權利要求1的設備，其中在泵浦路徑上總的擴散與在信號路徑上總的擴散的比率是2∶1。

9.權利要求1的設備，其中展寬倍數由輸出擴散單元的擴散與輸入信號波形的擴散之間的比率給出。

10.權利要求1的設備，其中所述輸入擴散單元被耦合到所述泵浦脈沖源和所述光耦合器。

11.權利要求1的設備，其中所述泵浦脈沖擴散單元被耦合到信號源(或發射機)和所述光耦合器。

12.權利要求1的設備，其中所述四波混頻器被耦合到所述光耦合器和所述輸出擴散單元。

13.權利要求1的設備，其中所述帶通濾波器被耦合到所述四波混頻器和第三擴散單元。

14.權利要求1的設備，其中所述帶通濾波器被耦合到所述輸出擴散單元和所述光檢測器。

15.權利要求1的設備，其中所述光檢測器被耦合到所述輸出擴散單元。

16.權利要求1的設備，其中輸入信號路徑和泵浦路徑的擴散斜率小到使得與所希望的時間分辨率相關聯的三階擴散長度比這些擴散路徑的物理長度至少長10倍。

17.權利要求1的設備，其中所述輸入擴散單元和/或泵浦脈沖擴散單元是具有小的擴散斜率的光纖，而所述輸出擴散單元是比所述輸入擴散單元和/或泵浦脈沖擴散單元具有更多的擴散的光纖。

18.權利要求1的設備，其中信號波形的展寬倍數是至少100倍、至少200倍、至少300倍、至少400倍、或至少500倍。

19.一種用于展寬信號波形的時間展寬設備，包括：

輸入擴散單元，用于擴散耦合到輸入信號波形源的輸入信號波形；

泵浦脈沖源；

泵浦脈沖擴散單元，用于對耦合到泵浦脈沖源的泵浦脈沖進行擴散；

光耦合器，用于對泵浦脈沖和輸入信號波形進行組合；

四波混頻器，被耦合到所述光耦合器的輸出端；

帶通濾波器，被耦合到所述四波混頻器的輸出端；

輸出擴散單元，被耦合到所述帶通濾波器的輸出端；以及

光檢測器，被耦合到所述輸出擴散單元的輸出端。

20.權利要求19的設備，其中所述輸入擴散單元、泵浦脈沖擴散單元和/或輸出擴散單元是光纖。

21.權利要求19的設備，其中所述光檢測器是被耦合到第三擴散單元的輸出端的實時示波器。

22.權利要求19的設備，其中輸入信號路徑和泵浦路徑的擴散斜率小到使得與所希望的時間分辨率相關聯的三階擴散長度比輸入信號路徑和泵浦路徑的物理長度至少長10倍。

23.權利要求19的設備，其中所述輸出擴散單元被耦合到所述四波混頻器的輸出端，所述帶通濾波器被耦合到所述輸出擴散單元的輸出端，并且實時示波器被耦合到所述帶通濾波器的輸出端。