[发明专利]一种基于Sagnac光纤环和双光子吸收效应限制器的编码器

说明书

本发明公开了一种基于Sagnac光纤环和双光子吸收效应限制器的编码器，包括，光抽样器，用于线性抽样得到离散的输入信号光；Sagnac光纤环，接收输入信号光；多端口光耦合器，将低功率的信号光流出交叉臂端口，将高功率的信号光通进入直通臂端口；双光子吸收效应的光限制器，对直通臂端口输出信号的光功率进行限制，输出固定值；判决器，对固定值进行编码，输出数字信号。本发明具有输入信号光功率低、系统结构简单、操作性强等优点。

技术领域

本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于Sagnac光纤环和双光子吸收效应限制器的编码器。

背景技术

编码器，是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。

编码器中常用的为光电编码器和静磁栅绝对编码器，最常用的为光电编码器，具有体积小，精密，本身分辨度可以很高，无接触无磨损等优点，同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移；多圈光电绝对编码器可以检测相当长量程的直线位移(如25位多圈)；但也存在以下缺点：精密但对户外及恶劣环境下使用提出较高的保护要求；量测直线位移需依赖机械装置转换，需消除机械间隙带来的误差；检测轨道运行物体难以克服滑差。静磁栅绝对编码器又称直线绝对，它是静磁栅位移传感器与绝对编码器二技术结合的新型静磁栅绝对编码器-位移传感器。它使用无源钕铁硼磁钢作为探测头的静磁栅绝对编码器其原理简单，构想奇特，使用不多的开关型霍尔传感元件，直接产生高于毫米数量级的位移量数字信号，具有体积适中，直接测量直线位移，绝对数字编码，理论量程没有限制；无接触无磨损等优点，但也存在分辨度1mm不高；测量直线和角度要使用不同品种，不适于在精小处实施位移检测等缺点。

编码器工作过程中，在单位时间内，对输入信号进行采样的速度的快慢，有效输入带宽(ERBW，effective resolution bandwidth)的大小，都影响了编码器的传输转换的效果。而传统的编码器，采样速率和有效输入带宽低。科学家的梦想之一就是实现全光通信、全光网络和全光计算机，想要实现这个梦想，其中最基本也是最重要的就是研究出实用化的全光开关，Sagnac光纤环能利用光纤中的非线性相移而应用于光开关。随着光电子技术和集成技术的高速发展，全光ADC(模数转换器)技术会受到越来越多人的关注和研究，对全光ADC技术的深入研究具有很高的研究价值和现实意义。全光编码器是一种利用光采样的编码器，可以增加编码器系统的整体采样率和有效输入带宽。目前全光编码器的实现方式主要有：(1)泰勒全光模数转换方案，此方案基于相位编码光采样；(2)基于空间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。本编码器易与光纤集成，能应用于高速通信。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述传统的编码器存在的采样速率和有效输入带宽低问题，提供一种基于Sagnac光纤环和双光子吸收效应的编码器。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种基于Sagnac光纤环和双光子吸收效应的编码器，包括，

光抽样器，用于线性抽样得到离散的输入信号光；

Sagnac光纤环，接收输入信号光；

多端口光耦合器，将低功率的信号光流出交叉臂端口，将高功率的信号光通进入直通臂端口；双光子吸收效应的光限制器，对直通臂端口输出信号的光功率进行限制，输出固定值；判决器，对固定值进行编码，输出数字信号。

进一步，还包括信号光源，用于产生信号光。

进一步，还包括光环形器，所述光抽样器与Sagnac光纤环通过光环形器实现连接。