光纤延迟线信号处理

光纤除可用作传输、传感信号之外,一个特别重要的应用领域是频域和时域的信号处理。光纤延迟线是信号处理的基本构件,它由光源、光纤、开关和光电探测器构成。由于光纤具有5～50μs/km的延时,采用单模光纤作为延迟介质时可获得10~6的延时带宽乘积,这是现今各种信号处理延迟线的最高值,所以,光纤延迟线信号处理器件特别适宜于宽带雷达信号处理系统。本文较全面地介绍信号处理光纤延迟线的有关问题,从基本原理到基本构件,从光纤延迟线器件到系统应用,基本上反映光纤延迟线的全貌以及它的应用前景。尽管该技术领域达到实用化尚有一段距离,但它的应用前景是不可估量的,就近期而言,马上可得到应用的系统是相控阵天线系统,更远期的应用将是在电子战系统和其它雷达系统。     

用于X波段相控阵天线的高速可调光纤延迟线

设计并制作了一种用于X波段相控阵天线的5bit光纤延迟线,采用高速磁光开关和单模光纤级联组成.测试结果显示,该光纤延迟线可实现时间延迟量在0～ 1096ps范围内步进为35.4ps的任意可调,延迟精度小于±2ps,开关切换时间小于30μs.     

应力对单模光纤偏振特性的影响

文章对单模光纤的偏振特性的影响因素进行了分析,并用实验方法对侧压和拉伸对单模光纤偏振特性的影响进行了研究,结果发现单模光纤的偏振特性随径向应力的增加呈周期性变化,随轴向应力增加时偏振特性变化不明显。     

基于快速扫描延迟线相位调制的光纤型光学相干层析系统

采用中心波长为840 nm,带宽为50 nm的宽带近红外光源,基于低相干干涉原理和快速扫描延迟线(RSOD)相位调制的外差探测方法,建立了单模光纤型光学相干层析(OCT)成像系统,依此获得自然状态下活体组织的二维纵向截面成像图像。实验结果表明,系统的轴向分辨率为6.7μm,接近理论分辨率,纵向成像范围高达3 mm,横向分辨率为4.7μm;入射到样品的光功率低于300μW,系统探测灵敏度大于88 dB。在保证样品入射光功率相同的情况下,与中心波长为1310 nm,带宽为65 nm的单模光纤型光学相干层析成像系统对含水量高的新鲜橙子果肉的成像结果进行对比,验证了该系统用于眼后段组织成像的优越性,给出了活体动物视网膜的成像结果。     

基于外部光反馈的双偏振光纤激光器拍频相位噪声抑制

以光纤光栅作为反射镜,将双偏振光纤激光器的一小部分输出光经光纤延迟线延迟后再反馈回激光腔,降低了拍频信号的相位噪声。结果表明:反馈时间越长,噪声降低的幅度越大。以50m长的单模光纤作为延迟线,降低了双偏振光纤光栅激光器拍频信号20dB以上的相位噪声,在10kHz偏移处相位噪声达到-92dBc/Hz的水平;光反馈的偏振态对外部光反馈系统的噪声抑制能力有影响,并对双偏振光纤激光器的拍频频率有微弱的调谐能力。     

基于全光波长变换和色散介质的可调谐光延迟线

对基于四波混频全光波长变换与色散介质组合的可调谐光延迟线进行了实验研究。将420m长的高非线性光纤(HNLF)分别与普通单模光纤(SMF)和色散补偿光纤(DCF)组合,依次实现了1ns和3ns的可调谐光延迟,实验结果与理论结果非常一致。     

收发共光路单模光纤耦合光学系统研究

目标散射光至单模光纤的高效耦合是光纤相干探测激光雷达系统研制的关键技术。为获得尽可能高的单模光纤耦合效率,首先分析了Zernike初级像差对单模光纤耦合效率的影响,在此基础上针对收发共光路单模光纤耦合光学系统在真空中使用的需求设计了带有真空补偿镜的耦合光学系统,实测耦合效率为55.9%。最后对耦合系统在不同温度下的耦合效率进行了测试,在(20.4±2)℃的温度范围内耦合效率最低为45.7%,并通过基于角锥棱镜的焦面位置等效验证方案验证了真空状态下的耦合效率与地面测试状态下的耦合效率一致。     

高精度1.55μm全光纤激光相干测速实验及数据分析

介绍了一种高精度1.55 μm全光纤激光相干测速实验系统.实验系统采用光纤激光器作为激光源,利用光纤环行器与望远镜构成收发合置的光学天线,所有光学器件由单模光纤连接.数据处理采用快速傅里叶变换(FFT)频谱分析方法检测信号多普勒频移.利用该系统对转盘进行多次测速实验,速率测量的相对误差小于0.2%.同时对基于光纤激光器...     

多抽头宽带光纤延迟线的设计与分析

提出一种具有实用价值的步进延迟可调的多抽头宽带光纤延迟线。首先简要介绍了光纤延迟线的优点、工作原理和基本结构,分析了光纤延迟线的增益、带宽、动态范围和失真指标,着重分析了多抽头宽带光纤延迟线的光纤分配网络的设计和实现。最后对设计的多抽头宽带光纤延迟线进行了测试,给出了测试方法和测试结果,并将它同国际、国内其他同类产品做了对比,描述了它的应用前景和应用领域。     

可调谐窄带宽的负系数微波光子滤波器

针对负系数微波光子滤波器很难用正系数的光学抽头来实现,提出了一款基于色散器件级联的可调谐、窄带宽、负系数微波光子滤波器。利用整形后的多波长光纤激光器的输出信号作为滤波器的抽头光源,将单模光纤与F-P光纤环级联作为延迟单元,实现滤波器的频率选择性。利用相位调制器和级联的色散器件共同作用,实现负系数的微波光子滤波器。实验得到了波长间隔为0.34 nm的多达37个激光信号的稳定输出,进而基于此实验结果仿真研究了F-P光纤环中C2、C3的耦合系数r、不同长度的可调谐光纤延迟线（TODL）和延迟单元中不同长度的单模光纤等参数对微波光子滤波器性能的影响。     

微波光纤延迟线技术研究

介绍了微波光纤延迟线的原理和特点，并对微波光纤延迟线的性能（灵敏度，动态范围等）进行了详细的分析计算，当前，微波光纤延迟线已实用化程度，可广泛应用于雷达和电子对抗领域。     

分布式光纤温度传感器的温度测量与信号处理方法及实现

分布式光纤温度传感器利用一根光纤为温度信息的传感和传导介质，可以测量沿光纤长度上的温度变化。这种传感器的信号处理是将探测器输出信号尽可能地去除噪声和干扰，得到准确快速的温度显示和温度数据，这在解决大型重要结构的实时监控、准确测量等问题以及在组成智能材料结构方面具有重要价值和应用潜力。文章对基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布光纤温度传感器的温度测量方法和信号处理方法进行了全面而深入的研究，据此建立了传感器的信号处理系统。     

超宽带微波光纤延迟线

介绍了宽带微波光纤延迟线的基本原理、系统组成.叙述了超宽带微波光纤延迟线的研制过程,包括:光发射模块的研制、光接收模块的研制、低噪声前置放大器的研制及整个系统链路的设计、链接、调试等.最后给出了超宽带微波光纤延迟线的测试结果.     

采用可调谐激光器提高光纤延迟线精度的研究

为了提高一种3bit可变光纤延迟线的延时精度,提出一种采用可调谐激光器作为系统光源的技术,利用光纤的材料色散特性即光纤的折射率随传输波长变化而改变的特点,来改变延时光纤中信号存储的时间,从而达到提高光纤延迟线延时精度的目的。仿真结果表明,采用该种技术的光纤延迟线系统,平均延时误差从4.1ps下降到了1.3ps,延时精度得到了显著提高。     

中功率Ku波段光纤延迟线

介绍了光纤延迟线的工作原理.详细叙述了中功率Ku波段光纤延迟线的研制过程,其中包括:光发射模块、光接收模块、低噪声前置放大器、中功率线性放大器的研制及整个系统链路的设计链接调试等.最后给出了中功率Ku波段光纤延迟线的测试结果.     

全光时延线的实现和应用

从光时延线的原理、结构和性能等方面对全光时延线的实现方法进行了详述,并认为基于波长转换和光纤色散的全光可调时延线将在全光网络中具有重要作用;之后,对光时延线在OTDM、光学测量和光交换中的应用进行了介绍,最后总结了全光时延线需要改进的几个方面。     

Optical fiber recirculating delay line incorporating a fibergrating array

For a practical optical fiber recirculating delay line the maximum notch depth and tunable free spectral range are difficult to achieve because of fixed coupling coefficient and loop length. We present here an optical fiber recirculating delay line incorporating a fiber grating array. In this work, the effect of insertion loss in the delay loop is investigated and used to maximize the notch depth of the frequency response. The tunable free spectral range is obtained from the wavelength dependent loop length introduced by the fiber grating array     

Electrically tunable delay line using an optical single-side-band modulator

The authors propose a tunable delay line using an optical single-side-band modulator, a fiber Bragg grating and an optical fiber loop. The number of times light circulates in the loop can be controlled by the electric signal fed to the modulator. Packets of any lengths can go through the proposed delay line without any collisions, even if the length of the packet is larger than that of the delay loop.     

基于光相位信号延时自相干的相位信息高速实时取样系统

提出了一种基于光相位信号自相干的高速光相位实时取样方案。利用时延为10ps的延时干涉仪(DI),将待测光信号的相位信息转换为强度信息;再在高非线性光纤(HNLF)中,利用四波混频(FWM)效应对强度信号进行取样。在接收端,利用不同中心波长的光滤波器(OBPF)即可滤出不同时间点的取样信号,从而在光域同时完成高速光相位信息的实时取样和取样信号的串-并转换。本文方案具有成本低、对测信号码率和波长不敏感的优点。实验中,对9GHz正弦调制以及10Gb/s非归零码调制的光相位信号实现了100G/s的高速实时取样系统,并转换为10路10G/s取样信号输出,最终恢复取样光信号的相位波形。