[發明專利]一種基于Sagnac光纖環和雙光子吸收效應限制器的編碼器

有效

• 申請號: 201710160570.0
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107101657B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 李齊良;徐杰;陳浩文;李志鵬;胡淼;唐向宏;曾然;周雪芳;盧旸;魏一振
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G02B6/26
• 代理公司: 33246 浙江千克知識產權代理有限公司
• 代理人: 周希良;張嬋嬋

本發明公開了一種基于Sagnac光纖環和雙光子吸收效應限制器的編碼器，包括，光抽樣器，用于線性抽樣得到離散的輸入信號光；Sagnac光纖環，接收輸入信號光；多端口光耦合器，將低功率的信號光流出交叉臂端口，將高功率的信號光通進入直通臂端口；雙光子吸收效應的光限制器，對直通臂端口輸出信號的光功率進行限制，輸出固定值；判決器，對固定值進行編碼，輸出數字信號。本發明具有輸入信號光功率低、系統結構簡單、操作性強等優點。

技術領域

本發明屬于光信息技術領域，具體涉及一種基于Sagnac光纖環和雙光子吸收效應限制器的編碼器。

背景技術

編碼器，是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備，是一種將旋轉位移轉換成一串數字脈沖信號的旋轉式傳感器，是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置。

編碼器中常用的為光電編碼器和靜磁柵絕對編碼器，最常用的為光電編碼器，具有體積小，精密，本身分辨度可以很高，無接觸無磨損等優點，同一品種既可檢測角度位移，又可在機械轉換裝置幫助下檢測直線位移；多圈光電絕對編碼器可以檢測相當長量程的直線位移(如25位多圈)；但也存在以下缺點：精密但對戶外及惡劣環境下使用提出較高的保護要求；量測直線位移需依賴機械裝置轉換，需消除機械間隙帶來的誤差；檢測軌道運行物體難以克服滑差。靜磁柵絕對編碼器又稱直線絕對，它是靜磁柵位移傳感器與絕對編碼器二技術結合的新型靜磁柵絕對編碼器-位移傳感器。它使用無源釹鐵硼磁鋼作為探測頭的靜磁柵絕對編碼器其原理簡單，構想奇特，使用不多的開關型霍爾傳感元件，直接產生高于毫米數量級的位移量數字信號，具有體積適中，直接測量直線位移，絕對數字編碼，理論量程沒有限制；無接觸無磨損等優點，但也存在分辨度1mm不高；測量直線和角度要使用不同品種，不適于在精小處實施位移檢測等缺點。

編碼器工作過程中，在單位時間內，對輸入信號進行采樣的速度的快慢，有效輸入帶寬(ERBW，effective resolution bandwidth)的大小，都影響了編碼器的傳輸轉換的效果。而傳統的編碼器，采樣速率和有效輸入帶寬低。科學家的夢想之一就是實現全光通信、全光網絡和全光計算機，想要實現這個夢想，其中最基本也是最重要的就是研究出實用化的全光開關，Sagnac光纖環能利用光纖中的非線性相移而應用于光開關。隨著光電子技術和集成技術的高速發展，全光ADC(模數轉換器)技術會受到越來越多人的關注和研究，對全光ADC技術的深入研究具有很高的研究價值和現實意義。全光編碼器是一種利用光采樣的編碼器，可以增加編碼器系統的整體采樣率和有效輸入帶寬。目前全光編碼器的實現方式主要有：(1)泰勒全光模數轉換方案，此方案基于相位編碼光采樣；(2)基于空間光干涉的移相光量化ADC；(3)基于偏振干涉的移相光量化ADC；(4)基于偏振干涉的移相光量化ADC。本編碼器易與光纖集成，能應用于高速通信。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述傳統的編碼器存在的采樣速率和有效輸入帶寬低問題，提供一種基于Sagnac光纖環和雙光子吸收效應的編碼器。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：一種基于Sagnac光纖環和雙光子吸收效應的編碼器，包括，

光抽樣器，用于線性抽樣得到離散的輸入信號光；

Sagnac光纖環，接收輸入信號光；

多端口光耦合器，將低功率的信號光流出交叉臂端口，將高功率的信號光通進入直通臂端口；雙光子吸收效應的光限制器，對直通臂端口輸出信號的光功率進行限制，輸出固定值；判決器，對固定值進行編碼，輸出數字信號。

進一步，還包括信號光源，用于產生信號光。

進一步，還包括光環形器，所述光抽樣器與Sagnac光纖環通過光環形器實現連接。