[發明專利]一種時間透鏡成像系統

有效

• 申請號: 201610345775.1
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN105759532B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 郭淑琴;蔣佩蘭;李伽;任宏亮
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G02F1/365
• 分類號: G02F1/365
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種時間透鏡成像系統，所述成像系統包括輸入段光纖、時間透鏡和輸出段光纖，泵浦光與信號光在高非線性介質中發生四波混頻形成時間透鏡效應時，泵浦光脈寬T_p小于等于閾值寬度T_p?th，即T_p≤T_p?th，窄的泵浦光脈沖經過充分色散展寬之后，在與信號光發生四波混頻時能夠提供一個平坦化的幅值，使信號光的波形得到很好的保持。本發明提出了一種完全消除偏差、高分辨的時間透鏡成像系統。

技術領域

本發明涉及一種時間透鏡成像系統。

背景技術

時間透鏡是指能夠對光信號產生二次時間相移的光器件。光電相位調制器可以形成時間透鏡，但產生的二次相位比較小，只有幾個π；交叉相位調制、和/差頻也可形成時間透鏡，但要求泵浦光的功率必須非常高。相比之下，利用四波混頻(FWM)效應實現時間透鏡，不需要很高的輸入功率，而且能夠獲得較大的相位調制。此外，在FWM過程中，信號光和產生的閑置光波長非常接近，這在光通信領域內是非常有用的，因為發射和接受可以采用相同或相近的光電器件，大大節省了系統成本。因此，在光通信領域中的信號處理方面，首選利用FWM效應來實現時間透鏡。電場幅度分別為E_s(t)和E_p(t)的信號光與泵浦光發生FWM作用，產生的閑置波電場幅度閑置光E_idler相對于輸入的信號光E_s而言引入了二次相移，這是FWM效應產生時間透鏡效果的基本原理。

由輸入段光纖(二階色散量為φ″₁＝β_2sL_s)、時間透鏡(焦距色散為φ″_f＝-φ″_p/2＝-β_2pL_p/2)、輸出段光纖(二階色散量為φ″₂＝β_2iL_i)三部分形成一個時間透鏡成像系統。前后兩段光纖的色散量分別為φ″₁＝β_2sL_s，φ″₂＝β_2iL_i，時間透鏡的焦距色散完全由泵浦光所歷經的色散來決定，φ″_f＝-φ″_p/2＝-β_2pL_p/2，β_2s、β_2i分別為兩段光纖的二階色散系數，β_2p是泵浦光傳輸光纖的二階色散系數；L_s、L_i分別為前后兩段光纖的長度，L_p是泵浦光歷經色散展寬的光纖的長度。當兩段光纖的二階色散量φ″₁、φ″₂與時間透鏡的焦距色散φ″_f之間滿足成像條件時，就可以實現對輸入光信號的放大或壓縮，其中放大倍數M＝φ″₂/φ″₁。

如何通過選擇成像系統參數，有效提高成像的分辨率，是一個值得研究的問題。

發明內容

為了克服現有時間透鏡成像系統精度不高的缺點，本發明提出了一種完全消除偏差、高分辨的時間透鏡成像系統。

為了解決上述技術問題本發明采用的技術方案是：

一種時間透鏡成像系統，所述成像系統包括輸入段光纖、時間透鏡和輸出段光纖，泵浦光與信號光在高非線性介質中發生四波混頻形成時間透鏡效應時，泵浦光脈寬T_p小于等于閾值寬度T_p-th，即T_p≤T_p-th，窄的泵浦光脈沖經過充分色散展寬之后，在與信號光發生四波混頻時能夠提供一個平坦化的幅值，使信號光的波形得到很好的保持。