[发明专利]一种基于光学傅立叶变换的任意光脉冲发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光学傅立叶变换的任意光脉冲发生器，属于光纤通信系统技术领域。

背景技术

基于光纤的超短光脉冲是目前激光技术研究领域中最具有活力的研究课题，有着巨大的应用前景。超短脉冲在通信、军事、工业加工、医学、光信息处理、全色显示和激光印刷等领域具有广阔的应用前景。然而，由于现有的超短激光脉冲主要都是通过主动锁模或被动锁模激光器实现的，而在光纤中人们对光脉冲进行整形的手段主要是利用光开关、非线性效应和电光调制器等非线形元件的时域控制法。要对光脉冲在时域上进行直接的控制很难实现的，因此，目前人们得到的光脉冲的波形比较单一。

发明内容

目前人们得到的光脉冲的波形比较单一，很难获得任意波形的光脉冲。为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于光学傅立叶变换的任意光脉冲发生器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

制作一种基于光学傅立叶变换的任意光脉冲发生器，首先对常规的光脉冲进行滤波，将其频谱调整为需要的形状，然后通过光学傅立叶变换就得到任意波形的光脉冲。

脉冲激光器的输出端经光学滤波器、光电相位调制器与光纤的一端连接，光纤的另一端输出所需的波形光脉冲。

一种常见的光学滤波器由环形器和光纤光栅组成，环形器的输入端连接脉冲激光器，环形器的二端口连接光纤光栅，环形器的输出端与光电相位调制器连接；光学滤波器也可以由法布里-伯罗腔滤波器或波导型滤波器构成。

脉冲激光器和光电相位调制器要求使用同一时钟信号驱动，保持在同步状态下工作。光纤的长度满足条件L=Γλ02ωm2/|D|2πc,]]>其中，Γ是光电相位调制器的调制幅度，λ₀是光的波长，ω_m是光电相位调制器的调制频率，D是与波长对应的光纤的色散系数，c是光速。这样就制作出具有任意波形的光脉冲发生器，也叫做光脉冲的合成器。这样，就把脉冲的光谱形状变换为脉冲时域的形状。

本发明的有益效果：

本发明提出的光学傅立叶变换的任意光脉冲发生器，避免了在时域内对光脉冲进行整形，而是利用光学傅立叶变换在频域内对脉冲频谱进行操作，再变换到时域里，能够根据需要方便的产生各种形状的光脉冲，改变目前光脉冲波形比较单一的缺点，在光纤通信以及许多相关的产业都有着重要的应用。考虑到进行光学傅立叶变换的条件，能够进行傅立叶变换的波形实际上是有一定限制的，因此，这里说的任意波形是相对常见的光脉冲而言，而不是完全任意的波形。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是任意光脉冲发生器的结构示意图；

具体实施方式

首先，如图1所示，需要一个普通的脉冲激光器1，如Santec激光器，产生重复频率为2.5GHz和脉冲宽度为30ps的光脉冲，一般来说光脉冲都是高斯型的。如果希望得到一个方波或者三角波的脉冲，用原始脉冲的形状与方形或三角形做差，就得到需要的滤波器的频谱特性。以此为根据，选择滤波器2对光谱进行处理，根据不同的要求，只需要改变滤波器的频谱特性，就得到不同频谱的光脉冲。由于光纤光栅滤波器比较容易设计滤波器的形状，因此，光学滤波器能够用环形器和光纤光栅组成，如图2所示，一个普通的环形器3的输入端31连接脉冲激光器，环形器的二端口32连接所需频谱特性的光纤光栅6，环形器的输出端33与光电相位调制器4连接，对原始光脉冲的频谱进行滤波，得到需要的频谱形状。光学滤波器或由满足所需频谱特性的法布里-伯罗腔滤波器或波导型滤波器构成。