[發明專利]一種光傅里葉變換芯片及系統

有效

• 申請號: 202110328298.9
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113179132B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 謝祥芝;戴一堂;尹飛飛;徐坤
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;趙元

本申請實施例提供的光傅里葉變換芯片及系統，應用于芯片技術領域，包括多個光學諧振腔和耦合器，各所述光學諧振腔并聯排布，所述光學諧振腔包括諧振環、移相器；針對任一所述光學諧振腔，所述諧振環的輸出端與所述移相器的輸入端相連接；所述移相器的輸出端與所述耦合器的輸入端相連接，其中，當I≥2時，第I個耦合器輸入端與第I?1個耦合器的輸出端和第I+1個移相器的輸出端相連接，當I＝1時，第1個耦合器的輸入端與第1個和第2個移相器的輸出端。不但可以進行傅里葉變換，并且由于其僅僅包括多個光學諧振腔和耦合器，因此，其體積可以大大減小，從而降低色散元件的重量，降低能耗，提高效率。

技術領域

本申請涉及芯片技術領域，特別是涉及一種光傅里葉變換芯片及系統。

背景技術

在通信、軍事雷達、電子戰等諸多領域，在進行信息處理過程中，往往會通過傅里葉變換獲取信號頻率信息。傳統的基于電子的傅里葉變換方法受限于模數轉換器的采樣速率和數字信號處理的能力，當數據量提升時，常常伴隨巨大的處理延時，因此難以完成對寬帶信號的測量。光學傅里葉變換，作為一種新興的頻率測量手段。可以利用不同頻率的光在色散介質中傳播速度不同的特性，來實現傅里葉變換，而并不需要數字信號處理，因此頻譜獲取的速度大大加快。

然而，現有的光學傅里葉變換中，色散元件一般由光纖、光纖光柵或者其他基于空間衍射的結構來實現。而這些色散元件通常體積較大，損耗較高，傳輸延時較大，效率較低。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種光傅里葉變換芯片及系統，用以解決現有技術中色散元件的效率低的問題。具體技術方案如下：

本申請實施例的第一方面，首先提供了一種光傅里葉變換芯片，所述光傅里葉變換芯片包括多個光學諧振腔和耦合器，各所述光學諧振腔并聯排布，所述光學諧振腔包括諧振環、移相器；

針對任一所述光學諧振腔，所述諧振環的輸出端與所述移相器的輸入端相連接；

所述移相器的輸出端與所述耦合器的輸入端相連接，其中，當I≥2時，第I個耦合器輸入端與第I-1個耦合器的輸出端和第I+1個移相器的輸出端相連接，當I＝1時，第1個耦合器的輸入端與第1個和第2個移相器的輸出端。

可選的，所述移相器的相位變化分別為：

其中，M∈N，N為大于2的正整數。

可選的，所述耦合器的耦合系數分別為：

其中，t_直通,k代表第k個耦合器直通臂光場的耦合系數，t_耦合,k代表第k個耦合器耦合臂光場的耦合系數，j是虛數單位。

可選的，所述芯片用于接收啁啾光脈沖，并通過色散將中心頻率不同的啁啾光脈沖分開，其中，所述色散過程中的色散值為：FSR_ring為所述光學諧振腔的自由光譜范圍。

本申請實施例的第二方面，還提供了一種光傅里葉變換系統，所述系統包括：啁啾光脈沖產生模塊、射頻信號調制模塊、光傅里葉變換芯片、光電探測器、示波器；

所述啁啾光脈沖產生模塊，用于將射頻啁啾光脈沖調制在單波長光信號上，并濾出目標啁啾光脈沖；

所述射頻信號調制模塊，用于將射頻信號調制在目標啁啾光脈沖上；

所述光傅里葉變換芯片，用于接收所述目標啁啾光脈沖，并通過色散將中心頻率不同的啁啾光脈沖分開；

所述光電探測器，用于對色散后的啁啾光脈沖進行探測，并將探測到的光信號轉化為電信號；

所述示波器，用于對轉化后的電信號進行顯示。