[發明專利]一種利用熒光效應實現光信號延遲的方法和裝置

有效

• 申請號: 201510067044.0
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104660339B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 張春光;王號
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: H04B10/27
• 分類號: H04B10/27
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及光信號調控領域，具體說是一種利用熒光效應實現光信號延遲的方法和裝置。

背景技術

近年來，光通信因其低成本高性能的優點，越來越得到廣泛的應用。光通信技術的核心之一是光信號的路由，也就是信號的延遲控制技術。傳統的光信號路由技術主要是依靠增加光程來實現，比如，利用光纖線圈。但此種延遲技術主要有以下幾個缺點：1）延遲時間通常是確定的，無法靈活調節。2）由于光程增加，信號的衰減嚴重，不利于信號傳輸。3）所需的材料多，占用空間大，成本高，不便于維護。為此，論文《全光緩存器研究的新進展》和發明專利（基于垂直腔面發射激光器的寬帶信號慢光可調延時器）提出了利用材料的非線性效應以及特殊光學結構實現信號延遲可調的光學路由技術，克服了傳統光學路由技術中存在的問題。然而，這些路由技術的方法復雜，控制難度較大，并且只能在信號的傳輸方向上實現延遲效應，無法靈活的提取延遲信號，實現延遲信號的有效利用。

因此，研究一種裝置更簡單，性能更穩定能實現光信號的延遲可控系統，并利用其在空間多個方向實現延遲信號的提取，是光學路由技術中的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足，提供一種采用信號光激發紅寶石晶體，利用紅寶石晶體的熒光壽命實現信號光延遲控制的裝置及方法。

本發明采用的技術方案是：

一種利用熒光效應實現光信號延遲的裝置，包括依次連接的光源、電光調制系統、分束與信號延遲系統以及探測與分析系統；

所述光源產生連續激光；

所述的電光調制系統由起偏器、電光晶體、檢偏器以及信號源組成；起偏器將來自于光源的連續激光變為線偏振光；電光晶體接收來自起偏器的線偏振光并改變其偏振態；檢偏器將來自電光晶體的偏振光變為偏振方向與起偏器的偏振方向垂直的線偏振光完成調制過程生成調制信號；電光晶體和信號源之間通過導線連接，通過改變信號源的頻率相應調整調制信號的頻率；

所述的分束與信號延遲系統由分束器與紅寶石晶體組成；分束器將調制信號分為參考光和信號光，信號光進入紅寶石晶體激發熒光信號，所述熒光信號具有明顯的時間延遲并保留信號光的調制信息；

所述的探測與分析系統由參考光光電探測器、熒光信號光電探測器、三維導軌以及示波器組成；參考光光電探測器接收參考光，并將其轉化為電信號經由BNC線送入示波器；熒光信號光電探測器置于三維導軌上接收來自紅寶石晶體不同方向的熒光信號，并將其轉化為電信號經由BNC線并將其送入示波器；示波器比較參考光和熒光信號的相位差并計算熒光信號相對于參考信號獲得的延遲時間。

所述光源為激光器，所述連續激光的波長為532nm。

所述參考光和信號光的能量比為1:99。

本發明還提供一種利用熒光效應實現光信號延遲的方法，包括以下步驟：

步驟 201：設備初始化：開啟光源、信號源、參考光光電探測器、熒光信號光電探測器以及示波器；

步驟 202：對光源進行參數調節和設置，生成連續激光；保證光源輸出的激光功率滿足后續熒光的激發的功率要求，并低于紅寶石的損傷閾值；

步驟 203：對電光調制系統的參數進行設置，將連續激光變為調制信號；選擇信號源的調制信號為正弦波，確定檢偏器的角度以及信號源的輸出電壓和頻率，將連續激光束激光通過起偏器、調制器以及檢偏器后生成調制信號；

步驟 204：對分束與信號延遲系統參數設置，生成熒光信號和參考光；調制信號通過分束器分為能量比為1：99的參考光和信號光，參考光直接導入參考光光電探測器；信號光進入紅寶石晶體激發熒光信號，所述熒光信號具有明顯的時間延遲并保留信號光的調制信息；

步驟 205：探測與分析系統的數據獲取與分析；調整熒光信號光電探測器和參考光光探測器的位置以及增益參數，參考光光電探測器接收參考光，并將其轉化為電信號經由BNC線送入示波器；熒光信號光電探測器置于三維導軌上接收來自紅寶石晶體不同方向的熒光信號，并將其轉化為電信號經由BNC線并將其送入示波器；示波器比較參考光和熒光信號的相位差并計算熒光信號相對于參考信號獲得的延遲時間；

步驟 206：對獲得數據進行存儲，關閉設備。