專利名稱：受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全光信號(hào)處理技術(shù)，特別是涉及一種利用全光的側(cè)寫入型受控時(shí)延信 號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送的系統(tǒng)技術(shù)。
技術(shù)背景隨著近期高新科技的發(fā)展，數(shù)值計(jì)算及邏輯運(yùn)算處理的過程需要提高信號(hào)傳送 及處理速度，同時(shí)也需要提高抗干擾水平。原有信號(hào)系統(tǒng)由電子線路構(gòu)成，電子信 號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行速度主要由電子元件工作速度決定。電子線路由金屬導(dǎo)線及半導(dǎo)體元件 構(gòu)成，每根導(dǎo)線都能感應(yīng)電磁信號(hào)，所以，抗電磁干擾能力很差。半導(dǎo)體元件不僅 不能抗電磁輻射，還不能抗核輻射，因?yàn)楹溯椛淇筛淖兤鋮㈦s狀態(tài)。由于以上兩個(gè) 重要原因，全光信號(hào)系統(tǒng)脫穎而出。全光結(jié)構(gòu)的信號(hào)系統(tǒng)是超高速計(jì)算及邏輯系統(tǒng) 的發(fā)展方向，系統(tǒng)中使用光作為信號(hào)載體因而傳遞速度接近極限，遠(yuǎn)超越電子線路 的速度。時(shí)延是指信號(hào)延遲，并非指任何環(huán)節(jié)的速率下降。全光的系統(tǒng)沒有電子元 件，具有強(qiáng)抗電磁干擾及抗多種輻射能力。全光信號(hào)系統(tǒng)中需要與之相匹配的受控 時(shí)延功能環(huán)節(jié)，類似于電子元件中的延遲器件，可獨(dú)立形成功能系統(tǒng)。本發(fā)明即是 其中之一。電子線路中的延遲器件可分兩種固定時(shí)延器及受控可調(diào)時(shí)延器。它們不僅抗 (上述)干擾能力都很差，而且不能應(yīng)用于全光系統(tǒng)中適配于其他光邏輯或光運(yùn)算 器。如果在全光系統(tǒng)中使用電子時(shí)延裝置，就必須外加光-電、電-光轉(zhuǎn)換裝置，成 為非全光系統(tǒng)，因而存在運(yùn)行速率低及抗干擾力差雙重缺陷。目前光信號(hào)的固定時(shí)延只有一種方法用很長(zhǎng)的光纖來(lái)消耗時(shí)間。如果時(shí)延量 級(jí)較大，就需數(shù)萬(wàn)米光纖。受控的無(wú)級(jí)可調(diào)時(shí)延系統(tǒng)實(shí)為本發(fā)明首創(chuàng)。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種運(yùn)行 速率高、抗干擾力強(qiáng)的，能避免受電磁干擾的，全光系統(tǒng)的側(cè)寫入型的受控時(shí)延信 號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)， 其特征在于，所述傳送系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)紫或紫外光激光器所出的紫或紫外光經(jīng)分 光器分為直傳光束和移頻光束，直傳光束和經(jīng)聲光調(diào)制器移頻后的移頻光束分別經(jīng) 準(zhǔn)直擴(kuò)束器準(zhǔn)直擴(kuò)束后，直傳光束與移頻光束以一定的角度相交形成差拍干涉，并 分別以一定角度側(cè)寫入己蝕刻有掩模的光纖形成移動(dòng)的明暗相間的等間隔干涉條 紋，形成柵距為毫米級(jí)的移動(dòng)光柵組，可視為移動(dòng)光柵腔鏡；腔鏡的移動(dòng)速度與直 傳光束和移頻光束的頻差有關(guān)；來(lái)自信號(hào)源的光脈沖信號(hào)經(jīng)耦合輸入光纖被耦合輸 入到移動(dòng)光柵組(移動(dòng)光柵腔鏡)內(nèi)，并以往返振蕩的形式約束在移動(dòng)光柵組(移 動(dòng)光柵腔鏡)內(nèi)在光纖中以一確定速度傳送到輸出端口，再經(jīng)耦合輸出光纖被耦合 輸出。進(jìn)一步的，所述已蝕刻有掩模的光纖為單模慘鉺光纖。進(jìn)一步的，激勵(lì)激光器輸出波長(zhǎng)980納米的(激勵(lì))激光至所述單模摻鉺光纖對(duì)波長(zhǎng)為1550納米的信號(hào)光產(chǎn)生增益，以補(bǔ)償時(shí)延過程的強(qiáng)度損耗。利用本發(fā)明提供的受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)，由于采用通過控制頻移從而控制時(shí)延的方式，使本發(fā)明的受控時(shí)延信號(hào)轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)能主要部分采用光學(xué)元件，即系統(tǒng)主要部分不包含有電子元件，從而避免了光電系統(tǒng)存在的易受電磁千擾及運(yùn)行速率低的缺陷(無(wú)電子元件及導(dǎo)線，即無(wú)電磁干擾)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)原理框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的光柵型反射腔鏡形成原理圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的光信號(hào)轉(zhuǎn)移傳送原理圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)時(shí)延量可變的符號(hào)圖5是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)時(shí)延量固定的符號(hào)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于 限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范 圍。本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)，其特點(diǎn)是信號(hào)光 脈沖由光纖耦合送入輸入端口，可被延遲一確定的時(shí)間后耦合至輸出端口送出。其 間的延遲數(shù)值可由內(nèi)部的光調(diào)制參數(shù)設(shè)定。改變調(diào)制參數(shù)，可改變延遲量。系統(tǒng)的 主要部分完全沒有電子元件，為全光系統(tǒng)。超過閾值強(qiáng)度的紫或紫外光的照射可使纖芯材料被激勵(lì)從而折射率發(fā)生改變， 稱為光致折變效應(yīng)。當(dāng)紫或紫外光消失后，纖芯材料退激勵(lì)，其折射率可恢復(fù)原值。 在表面己制作有透射式光柵掩模的光纖上照射紫或紫外光，可使纖芯內(nèi)生成折射率 光柵，以達(dá)到對(duì)光纖內(nèi)的信號(hào)光反射的目的。反之，無(wú)光照區(qū)域的纖芯則無(wú)光柵生成，實(shí)為介質(zhì)腔，其兩邊均為反射腔鏡。由此，如圖2所示，可在光纖的工作長(zhǎng)度 內(nèi)等間隔地通過局部照射而設(shè)置多個(gè)用光柵組成的反射腔鏡，用以寄存多個(gè)光脈沖 信號(hào)。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)中，紫或紫外光 激光器1所出的紫或紫外光經(jīng)分光器分為直傳光束1和移頻光束2，直傳光束1和 經(jīng)聲光調(diào)制器移頻后的移頻光束2分別經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束器準(zhǔn)直擴(kuò)束后，直傳光束與移頻 光束以一定的角度相交形成差拍干涉，并分別以一定角度側(cè)寫入已蝕刻有掩模的光 纖形成移動(dòng)的明暗相間的等間隔干涉條紋，形成柵距為毫米級(jí)的移動(dòng)光柵組，可視 為移動(dòng)光柵腔鏡；腔鏡的移動(dòng)速度與直傳光束1和移頻光束2的頻差有關(guān)；來(lái)自信號(hào)源的光脈沖信號(hào)經(jīng)耦合輸入光纖被耦合輸入到移動(dòng)光柵組(移動(dòng)光柵腔鏡)內(nèi)， 并以往返振蕩的形式約束在移動(dòng)光柵組(移動(dòng)光柵腔鏡)內(nèi)在光纖中以一確定速度 傳送到輸出端口，再經(jīng)耦合輸出光纖被耦合輸出。如圖3所示，在受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)中，光脈沖信號(hào)在該系統(tǒng)時(shí)延 轉(zhuǎn)移過程中首先以耦合方式進(jìn)入光纖中的一信號(hào)封閉區(qū)內(nèi)，也就是腔內(nèi)。腔兩端是 反射光柵。隨后，信號(hào)光在用光柵組成的兩反射腔鏡之間沿光纖往返振蕩。 一旦所 有的紫或紫外光照區(qū)域以相同的速度同時(shí)向同一方向移動(dòng)，也就是所有的腔向一個(gè) 方向移動(dòng)，寄存在腔鏡內(nèi)的信號(hào)也隨之向一端轉(zhuǎn)移。如果該過程持續(xù)進(jìn)行，信號(hào)脈 沖將被逐個(gè)通過寄存腔移動(dòng)的方式從輸入端轉(zhuǎn)移至輸出端。光柵組成的腔鏡的移動(dòng) 速度與信號(hào)脈沖延遲時(shí)間成反比。上述區(qū)域間隔型的紫或紫外的持續(xù)移動(dòng)光照可用差拍干涉的方法形成。紫或紫 外激光經(jīng)分束器分為兩束后，其中一路經(jīng)由聲光調(diào)制器移頻后再與另一路以一定角 度匯合，則形成差拍干涉。這兩路光的頻率有微小的差值，不會(huì)形成穩(wěn)定干涉條紋， 只能按差拍原理形成移動(dòng)條紋。匯合角度決定了明暗相間的等間隔干涉條紋的寬度， 而移頻的數(shù)值決定了該條紋移動(dòng)的速度。光脈沖在耦合輸入、轉(zhuǎn)移時(shí)延及耦合輸出過程中均有強(qiáng)度損耗，采用摻鉺光纖 并用波長(zhǎng)980納米的激光激勵(lì)，使對(duì)波長(zhǎng)為1550納米的信號(hào)光產(chǎn)生增益，可補(bǔ)償全 過程的強(qiáng)度損耗。輸入光脈沖的時(shí)基頻率與系統(tǒng)采樣輸入速率可采用同步及異步兩種方式。同歩 方式是指輸入脈沖到達(dá)耦合采樣點(diǎn)時(shí)，該點(diǎn)正在介質(zhì)腔處，其輸出波形與輸入波形 相同。異步則必須使輸入采樣頻率是輸入脈沖頻率的兩倍以上。輸入的一個(gè)脈沖對(duì) 應(yīng)輸出的多個(gè)脈沖，即時(shí)延的同時(shí)還進(jìn)行了變換。上述系統(tǒng)在組成更大系統(tǒng)時(shí)可用如圖4的系統(tǒng)時(shí)延量可變的符號(hào)和如圖5的系 統(tǒng)時(shí)延量固定的符號(hào)表示。
權(quán)利要求
1、一種受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)紫或紫外光激光器所出的紫或紫外光經(jīng)分光器分為直傳光束和移頻光束，直傳光束和經(jīng)聲光調(diào)制器移頻后的移頻光束分別經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束器準(zhǔn)直擴(kuò)束后，直傳光束與移頻光束相交形成差拍干涉，并分別側(cè)寫入已蝕刻有掩模的光纖形成移動(dòng)的明暗相間的等間隔干涉條紋，形成柵距為毫米級(jí)的移動(dòng)光柵組；腔鏡的移動(dòng)速度與直傳光束和移頻光束的頻差有關(guān)；來(lái)自信號(hào)源的光脈沖信號(hào)經(jīng)耦合輸入光纖被耦合輸入到移動(dòng)光柵組內(nèi)，并以往返振蕩的形式約束在移動(dòng)光柵組內(nèi)在光纖中傳送到輸出端口，再經(jīng)耦合輸出光纖被耦合輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)，其特征在于，所述 已蝕刻有掩模的光纖為單模摻鉺光纖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)，其特征在于，激勵(lì) 激光器輸出波長(zhǎng)980納米的激光至所述單模摻鉺光纖。
全文摘要
一種受控時(shí)延信號(hào)約束轉(zhuǎn)移傳送系統(tǒng)，涉及全光信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的是時(shí)延系統(tǒng)避免受電磁干擾的技術(shù)問題；所述傳送系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)激光器所出的紫或紫外光經(jīng)分光器分為直傳和移頻光束，直傳光束和移頻光束分別準(zhǔn)直擴(kuò)束后，直傳光束與移頻光束相交形成差拍干涉，并分別側(cè)寫入已蝕刻有掩模的光纖形成等間隔干涉條紋，形成柵距為毫米級(jí)的移動(dòng)光柵組；腔鏡的移動(dòng)速度與直傳光束和移頻光束的頻差有關(guān)；光脈沖信號(hào)被耦合輸入到移動(dòng)光柵組內(nèi)，并以往返振蕩的形式約束在移動(dòng)光柵組內(nèi)在光纖中以一確定速度傳送到輸出端口，再被耦合輸出。本發(fā)明具有運(yùn)行速率高，抗干擾力強(qiáng)，能避免受電磁干擾的全光系統(tǒng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02F3/00GK101276127SQ20081003369
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者李孟超, 李艷敏, 邊岱泉, 剛 鄭, 丹 金 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)