[发明专利]一种带光放大的高精度光延迟相位调控方法

说明书

本发明专利涉及一种带光放大的高精度光延迟相位调控方法，通过控制光延迟线的温度，可获得飞秒量级高精度的光延迟，精确的相位控制，以及较高功率的光延迟光输出，具有小型化、集成化、多功能一体化等特点。包括:光放大模块，用于将信号光进行放大；光延迟模块，用于使所述光信号获得高精度光延迟。本发明专利通过光放大和光延迟的集成，采用温度探测及控制对光纤折射率进行精准调控，获得飞秒量级的光延迟，进而精确控制相位。

技术领域

本发明专利涉及一种带光放大的高精度光延迟相位调控方法，涉及相控阵雷达系统，属于光纤激光传输与放大技术领域。

背景技术

光纤放大器是(Opt ical Fiber Ampl ifier，OFA)是光通信系统的核心器件之一，主要用于光纤通信线路中，实现信号放大的一种全光放大器。光纤延迟线(Optica l Del ay Li ne，ODL)是微波光子技术的重要应用，在雷达系统及电子对抗系统等领域发挥着重要作用。光控相控阵雷达将光纤传输与放大技术、光实时延迟技术应用到相控阵中,在子阵上采用光实时延迟线可以减小渡越时间、孔径效应的影响,使传统相控阵雷达实现宽带宽角扫描的难题得以解决。在传统相位干涉仪的应用中，利用光纤延迟线将不同天线接收到的信号进行延迟，使系统能够分时处理各路信号，可以有效解决传统相位干涉仪设备量大、系统复杂的问题。同时光纤传输与放大链路具有分配灵活、重量轻、体积小、抗电磁干扰等优点，光纤的带宽很大、衰减很小,便于雷达信号的远程传输。

然而，为了能够精准提取信号的相位信息，延迟保存的时间需要达到微秒级，因此需要光纤的长度较长，损耗增大，同时导致信号光相位易受环境的影响而改变，进而产生非常大甚至超过一个周期的额外鉴相误差。这类误差会随着温度的改变而改变，且无法通过校正通道幅相误差将其去除，需要实时高精度测量光纤延迟线延迟时间的方法得到此时延迟线的精确延迟时间，从而校正此类误差。为了满足传统干涉仪对鉴相误差低于30°的要求，光纤延迟时间的精度需要达到皮秒级以上。对于需要精确调制相位的系统，延时光纤长度较长，将光纤放大器和光延迟线集成，以便灵活获得更高精度光延时的研究则具有非常重要的价值和意义。

发明专利内容

本发明专利提供了一种带光放大的高精度光延迟相位调控方法，光延迟精度可达飞秒量级，相位调制精度可达3.3°。不仅获得了精确的相位调制，也从根本上解决了工艺瓶颈只能做到毫米量级延迟的问题，获得高精度光学延迟。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带光放大的高精度光延迟相位调控方法，包括：

光放大模块，用于将信号光进行放大；

光延迟模块，用于使所述光信号获得光延迟；所述光延迟模块通过温度改变光纤折射率，进而改变光在这段光钎中的传播速度。

在一较佳实施例中：所述光放大模块包括:光纤跳线、光隔离器、分光器、光电探测器、泵浦激光器、波分复用器、掺铒光纤、温度探测及控制模块；

所述波输入跳线经第一隔离器接输入分光器，部分光通过分光器进入输入探测器进行输入光功率的监测；所述波分复用器的980端用于连接980nm泵浦激光器，1550端连接输入分光器的信号端；所述掺铒光纤输出端通过第二隔离器接入光延迟模块9调控光延迟，延迟调整后的信号光经输出分光器进行输出光功率探测和信号传输，最后经所述输出跳线输出。

在一较佳实施例中：所述光延迟模块包括：

光延迟线，用于获得光学延迟；所述光延迟线的光学输入端与所述光放大模块的光输出端连接；

温度测量及控制模块，用于探测及控制光延迟线温度；所述温度测量及控制模块与光延迟线表面接触，通过对其进行温度的测量和控制来改变光纤折射率以调控光延迟。

在一较佳实施例中：所述温度测量及控制模块包括：

半导体制冷器,用于控制光延迟线温度；