[發明專利]一種基于微環諧振器的時域隱身裝置

有效

• 申請號: 201210303253.7
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN103631065A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 董建績;張新亮;楊婷;羅博文;黃德修
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02F2/00
• 分類號: G02F2/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于隱身技術領域，更具體地，涉及一種基于微環諧振器的時域隱身裝置。

背景技術

對于一個物體或事件的存在與發生，往往都是通過測量探測光與物體或事件中的某一元素相互作用而導致的探測光屬性的變化來檢測的。為了實現空間上的隱身，就需要精確地操縱物體周圍的折射率以使探測光會繞過物體，而不會被物體散射，從而在空間上便形成了一個“洞”，物體上沒有了光相對于觀察者而言物體就被隱藏了，即達到了隱身效果。這種空間隱身技術通常是使用外部的材料例如負折射材料或是通過對折射率精細地操縱來實現的。

根據折射率與色散展寬之間的空間——時間二象性關系，同樣地，在有限的時間內也是有可能實現對已發生的事件隱身的。時域隱身的概念就是這樣從空間隱身發展過來的。類似地，在時間上對材料的色散進行精確操縱，以在探測光上產生一個“時間缺口”(即在某一段時間內沒有光通過)，使在該段時間內發生的事件被隱藏。這一方法是基于在一段可控制的時間窗口內加速探測光束的前面時間段同時使后面的時間段減速，這樣時間缺口就產生了，如果事件正好就發生在這段時間窗口內，則探測光的屬性就不會被該事件以任何方式修改。之后再通過相反地色散操作來縫合時間缺口，探測光就會被恢復成最初的狀態，這樣探測器將檢測不到探測光屬性的變化，從而檢測不到任何事件的發生，即在這段時間窗口內實現了隱身的效果。

實現時域隱身的關鍵性挑戰之一是必須要實現快速的色散變化。目前已有研究人員提出將光纖泵浦到高功率水平以產生與強度有關的大的折射率改變，進而得到時域隱身所需的條件實現隱身。但是，在這一方法中，在這種高功率下，其它的光學過程例如受激喇曼和布里淵散射將會限制時域隱身效果的產生。

此外也有人提出通過制作與空間棱鏡(在空間上引入一個二次相位)類似的時間棱鏡，用來在時間上產生一個二次相移。這個時間棱鏡遵循與空間棱鏡類似的棱鏡定律，能在時域上放大或壓縮信號。在這一方案中，需要制作兩個相對應的時間分割棱鏡結合該時間棱鏡與單模光纖即能得到實現時域隱身所必須的時間缺口，再通過另一相對應的時間棱鏡與色散補償光纖的相反操作縫合時間缺口，即在時域上實現了隱身。不過這種時間分割棱鏡的制作過程復雜、難度大，很難得到。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于微環諧振器的時域隱身裝置，旨在解決現有的隱身技術隱身效果差、難以實現的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于微環諧振器的時域隱身裝置，包括依次連接的光頻率梳發生器、微環諧振器、單模光纖、馬赫曾德爾調制器和色散補償光纖，與所述微環諧振器連接的任意波形發生器，以及與所述馬赫曾德爾調制器連接的碼流發生器；所述光頻率梳發生器產生梳狀譜光信號；所述任意波形發生器產生鋸齒形電信號；在所述鋸齒形電信號的驅動下，所述微環諧振器對所述梳狀譜光信號進行濾波后輸出在隱身時間段內波長隨時間鋸齒形變化的光信號；所述波長隨時間鋸齒形變化的光信號經過所述單模光纖后產生時間缺口并形成了時間缺口的光信號；所述碼流發生器產生調制電信號；所述調制電信號的信息正好落在所述隱身時間段內；所述馬赫增德爾調制器利用所述調制電信號對所述形成了時間缺口的光信號進行調制并輸出已調光信號，所述已調光信號經過所述色散補償光纖縫合時間缺口并恢復光信號，在時域上實現了對信號的隱身。

更進一步地，所述光頻率梳發生器產生的所述梳狀譜光信號的每條譜線的幅度相等，每條譜線間的頻率間隔相等。

更進一步地，所述光頻率梳發生器為飛秒激光器。

更進一步地，所述微環諧振器為基于等離子體色散效應的電調微環諧振器。

更進一步地，所述碼流發生器產生的電信號與所述任意波形發生器產生的鋸齒形電信號具有相同周期。

更進一步地，所述馬赫曾德爾調制器為電吸收調制器。

更進一步地，所述單模光纖與所述色散補償光纖引起的色散值相等且反號。

更進一步地，所述時域隱身裝置還包括：與所述色散補償光纖連接的全光波長轉換器。

本發明使用了光頻率梳狀譜光信號和微環諧振器來實現時域隱身，微環諧振器相較于時間分割棱鏡來說制作相對簡單，容易實現，因而使結構較簡單，成本較低，實現的隱身效果也明顯。此外，通過調節任意波形發生器與改變單模光纖與色散補償光纖的長度，可以改變隱身的時間段，實現較大的時間段內的時域隱身。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的基于微環諧振器的時域隱身裝置的模塊結構示意圖；