激光脉冲压缩与展宽系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光电子技术领域，更具体说是一种激光脉冲压缩与展宽系统。
【背景技术】
[0002]近年来，激光科学技术中的一个最引人注目的成就是超短激光脉冲技术的迅猛发展。它的广泛应用，直接带动了物理、化学、生物、材料与信息科学的研宄进入微观超快过程领域，并开创了一些全新的研宄领域，例如飞秒化学、量子控制化学、半导体相干光谱等。由于存在色散效应，激光脉冲在光纤传输中会发生畸变失真，使得激光脉冲的宽度变宽，从而产生码间干扰、增加了误码率。在光纤链路中加入具有负色散系数的传输介质，可以补偿光纤色散对激光信号产生的不利效应。反过来，充分利用色散特性，也可以对激光脉冲进行压缩与展宽处理，可见色散对压缩与展宽激光脉冲起着至关重要的作用。目前，由于受限于工艺等因素，色散介质如色散光纤、啁啾布拉格光栅等色散系数只能达到千或百ps/nm/km量级，这大大限制了对激光脉冲的压缩与展宽作用。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种激光脉冲压缩与展宽系统，以突破传统色散介质色散系数不够大的限制。
[0004]本发明提出一种激光脉冲压缩与展宽系统，其特征在于，包括:
[0005]—光开关，该光开关具有一个输入端口 a和两个输出端口 b、c以及一个控制端P ;
[0006]—光放大器，该光放大器的输入端与光开关的输出端口 b相连接；
[0007]—色散介质，该色散介质的一端与光放大器的输出端相连接；
[0008]一延时光纤，该延时光纤的一端与色散介质的另一端相连接；
[0009]一光親合器，该光親合器的一输入端与延时光纤的另一端相连接，该光親合器的输出端与光开关的输入端口 a相连接；
[0010]一开关控制器，该开关控制器的控制端口与光开关的控制端口相连接。
[0011]本发明一种激光脉冲压缩与展宽系统，通过光开关控制，将输入的激光脉冲在具有色散介质的环内反复循环放大，因而得到多次色散，从而突破了传统色散介质色散系数不够大的限制。该系统具有大小可控的色散系数，能够实现对激光脉冲的超窄压缩与超宽展宽。
【附图说明】
[0012]为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，其中:
[0013]图1是本发明一种激光脉冲压缩与展宽系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。
[0015]本发明提供了一种激光脉冲压缩与展宽系统。该系统是利用开关控制器对光开关的输出端口进行切换，使得输入的激光脉冲在光开关、光放大器、色散介质与延时光纤构成的环中多次循环、多次放大、多次色散，从而实现了对激光脉冲的超窄压缩与超宽展宽。
[0016]在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种激光脉冲压缩与展宽系统。请参照图1，该系统包括:
[0017]—光开关I，该光开关I具有一个输入端口 a和两个输出端口 b、c以及一个控制端口 ；
[0018]—光放大器2，该光放大器2的输入端与光开关I的输出端口 b相连接；
[0019]—色散介质3，该色散介质3的一端与光放大器2的输出端相连接；
[0020]一延时光纤4，该延时光纤4的一端与色散介质3的另一端相连接；
[0021]—光親合器5，该光親合器5的一输入端与延时光纤4的另一端相连接，该光f禹合器5的输出端与光开关的输入端a相连接；
[0022]一开关控制器6，该开关控制器6的控制端口与光开关I的控制端口相连接。
[0023]其中光开关1、光放大器2、色散介质3、延时光纤4、光耦合器5之间是通过标准单模光纤相连接。
[0024]其中光开关I与开关控制器6之间是通过标准射频连接线相连接。
[0025]本发明一种激光脉冲压缩与展宽系统的原理如下:
[0026]—激光脉冲通过光親合器5输出到光开关I的输入端a，此时开关控制器6输出的控制信号为低电平信号，使得光开关I的开关状态为a到b。其中，开关控制器6输出的控制信号与输入的激光脉冲应时钟同步。激光脉冲从光开关b输出端进入光放大器2进行功率放大，然后进入色散介质3中。当采用的色散介质3的色散系数为正值时，本发明系统对激光脉冲起到展宽的作用；当采用的色散介质3的色散系数为负值时，本发明系统对激光脉冲起到压缩的作用。其中色散介质3可以是色散光纤或是啁啾布拉格光栅，其带宽应大于输入的激光脉冲的带宽。被压缩/展宽的激光脉冲进入到延时光纤4中进行延时后通过光親合器5再次达到光开关I的输入端a。若此时开关控制器6输出的控制信号仍为低电平信号，激光脉冲将从光开关I的b输出端输出并再次进入色散介质3中进行压缩/展宽，如此周而复始。当经过多次压缩/展宽的激光脉冲进入到光开关I的输入端a时，若此时开关控制器6输出的控制信号为高电平信号，光开关I的开关状态转为a到C，从而将经过多次压缩/展宽的激光脉冲从光开关I的c端口输出。其中，延时光纤4对激光脉冲的延时时间应远大于光开关I的开光状态切换时间，光放大器2对激光脉冲的增益应大于整个系统对激光脉冲的损耗。
[0027]至此，已经结合附图对本发明一种激光脉冲压缩与展宽系统进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明一种激光脉冲压缩与展宽系统有了清楚的认识。
[0028]此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换。
[0029]综上所述，本发明一种激光脉冲压缩与展宽系统，通过光开关控制，将输入的激光脉冲在具有色散介质的环内反复循环放大，因而得到多次色散，从而突破了传统色散介质色散系数不够大的限制。该系统具有大小可控的色散系数，能够实现对激光脉冲的超窄压缩与超宽展宽。
[0030]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种激光脉冲压缩与展宽系统，包括: 一光开关，该光开关具有一个输入端口 a和两个输出端口 b、c以及一个控制端口 ； 一光放大器，该光放大器的输入端与光开关的输出端口 b相连接； 一色散介质，该色散介质的一端与光放大器的输出端相连接； 一延时光纤，该延时光纤的一端与色散介质的另一端相连接； 一光親合器，该光親合器的一输入端与延时光纤的另一端相连接，该光親合器的输出端与光开关的输入端口 a相连接； 一开关控制器，该开关控制器的控制端口与光开关的控制端口相连接。
2.根据权利要求1所述的激光脉冲压缩与展宽系统，其中所述光开关、光放大器、色散介质、延时光纤和光耦合器之间是通过标准单模光纤相连接。
3.根据权利要求1所述的激光脉冲压缩与展宽系统，其中所述光开关与开关控制器之间是通过标准射频连接线相连接。
4.根据权利要求1所述的激光脉冲压缩与展宽系统，其中所述开关控制器输出的控制信号与所述激光脉冲压缩与展宽系统输入的激光脉冲的时钟同步。
5.根据权利要求1所述的激光脉冲压缩与展宽系统，其中所述色散介质为色散光纤或啁啾布拉格光栅，其带宽大于所述激光脉冲压缩与展宽系统输入的激光脉冲的带宽。
6.根据权利要求5所述的激光脉冲压缩与展宽系统，其中所述色散介质的色散系数为正值时，所述激光脉冲压缩与展宽系统对激光脉冲起到展宽的作用；所述色散介质的色散系数为负值时，所述激光脉冲压缩与展宽系统对激光脉冲起到压缩的作用。
7.根据权利要求1所述的激光脉冲压缩与展宽系统，其中所述延时光纤对激光脉冲的延时时间远大于光开关的开光状态切换时间。
8.根据权利要求1所述的激光脉冲压缩与展宽系统，其中所述光放大器对激光脉冲的增益大于所述激光脉冲压缩与展宽系统对激光脉冲的损耗。
【专利摘要】一种激光脉冲压缩与展宽系统，包括：一光开关，该光开关具有一个输入端口a和两个输出端口b、c以及一个控制端口；一光放大器，该光放大器的输入端与光开关的输出端口b相连接；一色散介质，该色散介质的一端与光放大器的输出端相连接；一延时光纤，该延时光纤的一端与色散介质的另一端相连接；一光耦合器，该光耦合器的一输入端与延时光纤的另一端相连接，该光耦合器的输出端与光开关的输入端口a相连接；一开关控制器，该开关控制器的控制端口与光开关的控制端口相连接。本发明可以突破传统色散介质色散系数不够大的限制。
【IPC分类】G02F1-365
【公开号】CN104614915
【申请号】CN201410814539
【发明人】李明, 邓晔, 祝宁华
【申请人】中国科学院半导体研究所
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月24日