[发明专利]一种基于微环谐振器的时域隐身装置

说明书

技术领域

本发明属于隐身技术领域，更具体地，涉及一种基于微环谐振器的时域隐身装置。

背景技术

对于一个物体或事件的存在与发生，往往都是通过测量探测光与物体或事件中的某一元素相互作用而导致的探测光属性的变化来检测的。为了实现空间上的隐身，就需要精确地操纵物体周围的折射率以使探测光会绕过物体，而不会被物体散射，从而在空间上便形成了一个“洞”，物体上没有了光相对于观察者而言物体就被隐藏了，即达到了隐身效果。这种空间隐身技术通常是使用外部的材料例如负折射材料或是通过对折射率精细地操纵来实现的。

根据折射率与色散展宽之间的空间——时间二象性关系，同样地，在有限的时间内也是有可能实现对已发生的事件隐身的。时域隐身的概念就是这样从空间隐身发展过来的。类似地，在时间上对材料的色散进行精确操纵，以在探测光上产生一个“时间缺口”(即在某一段时间内没有光通过)，使在该段时间内发生的事件被隐藏。这一方法是基于在一段可控制的时间窗口内加速探测光束的前面时间段同时使后面的时间段减速，这样时间缺口就产生了，如果事件正好就发生在这段时间窗口内，则探测光的属性就不会被该事件以任何方式修改。之后再通过相反地色散操作来缝合时间缺口，探测光就会被恢复成最初的状态，这样探测器将检测不到探测光属性的变化，从而检测不到任何事件的发生，即在这段时间窗口内实现了隐身的效果。

实现时域隐身的关键性挑战之一是必须要实现快速的色散变化。目前已有研究人员提出将光纤泵浦到高功率水平以产生与强度有关的大的折射率改变，进而得到时域隐身所需的条件实现隐身。但是，在这一方法中，在这种高功率下，其它的光学过程例如受激喇曼和布里渊散射将会限制时域隐身效果的产生。

此外也有人提出通过制作与空间棱镜(在空间上引入一个二次相位)类似的时间棱镜，用来在时间上产生一个二次相移。这个时间棱镜遵循与空间棱镜类似的棱镜定律，能在时域上放大或压缩信号。在这一方案中，需要制作两个相对应的时间分割棱镜结合该时间棱镜与单模光纤即能得到实现时域隐身所必须的时间缺口，再通过另一相对应的时间棱镜与色散补偿光纤的相反操作缝合时间缺口，即在时域上实现了隐身。不过这种时间分割棱镜的制作过程复杂、难度大，很难得到。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于微环谐振器的时域隐身装置，旨在解决现有的隐身技术隐身效果差、难以实现的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于微环谐振器的时域隐身装置，包括依次连接的光频率梳发生器、微环谐振器、单模光纤、马赫曾德尔调制器和色散补偿光纤，与所述微环谐振器连接的任意波形发生器，以及与所述马赫曾德尔调制器连接的码流发生器；所述光频率梳发生器产生梳状谱光信号；所述任意波形发生器产生锯齿形电信号；在所述锯齿形电信号的驱动下，所述微环谐振器对所述梳状谱光信号进行滤波后输出在隐身时间段内波长随时间锯齿形变化的光信号；所述波长随时间锯齿形变化的光信号经过所述单模光纤后产生时间缺口并形成了时间缺口的光信号；所述码流发生器产生调制电信号；所述调制电信号的信息正好落在所述隐身时间段内；所述马赫增德尔调制器利用所述调制电信号对所述形成了时间缺口的光信号进行调制并输出已调光信号，所述已调光信号经过所述色散补偿光纤缝合时间缺口并恢复光信号，在时域上实现了对信号的隐身。

更进一步地，所述光频率梳发生器产生的所述梳状谱光信号的每条谱线的幅度相等，每条谱线间的频率间隔相等。

更进一步地，所述光频率梳发生器为飞秒激光器。

更进一步地，所述微环谐振器为基于等离子体色散效应的电调微环谐振器。

更进一步地，所述码流发生器产生的电信号与所述任意波形发生器产生的锯齿形电信号具有相同周期。

更进一步地，所述马赫曾德尔调制器为电吸收调制器。

更进一步地，所述单模光纤与所述色散补偿光纤引起的色散值相等且反号。

更进一步地，所述时域隐身装置还包括：与所述色散补偿光纤连接的全光波长转换器。

本发明使用了光频率梳状谱光信号和微环谐振器来实现时域隐身，微环谐振器相较于时间分割棱镜来说制作相对简单，容易实现，因而使结构较简单，成本较低，实现的隐身效果也明显。此外，通过调节任意波形发生器与改变单模光纤与色散补偿光纤的长度，可以改变隐身的时间段，实现较大的时间段内的时域隐身。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于微环谐振器的时域隐身装置的模块结构示意图；