[发明专利]光纤延伸器

说明书

本发明是以在美国的相同申请案为优先权的申请案，该美国的申请案的发明名称为光纤延伸器，申请号为11/850,867，申请日为2007年9月6日。

技术领域

本发明属于光纤和光纤设备技术领域，特别涉及光纤延伸器的设计。

背景技术

通过控制一个光纤环的长度，可以用光纤来产生可变的光延迟。例如，多圈光纤能够被绕在一个圆柱形的压电激励器上形成一个光纤光延迟设备，其中在所述圆柱形的压电激励器上施加一个电压来引起该圆柱形压电激励器的直径发生变化。这种变化会导致该圆柱形压电激励器的圆周发生变化，而且因此改变了光纤环的延伸度。该设计能够用来实现快速变化延迟，在Tearney等人的一篇标题为“通过使用光学相干断层扫描技术实现生物体内图片的快速获得”(Optics Letters，Vol.21，pp.1408-1410(1996).)的文章中有过描述。这样一个基于压电激励器的光纤延迟设备的响应速度很快，可达kHz或十倍于kHz的数量级。

还有一些其他可实现快速变化延迟的光设备。相关例子包括：基于旋转立方体的延迟设备，Su在一篇标题为“在混沌成像媒体和光干涉测量中以毫秒级速率实现光路长度几个毫米的变化：一种新技术”(Optics Letters，Vol.22，pp.665-667(1997))的文章中有描述。基于一对旋转镜的延迟设备，Yasa等人在一篇标题为“一种自相关快速扫描方法用于微微秒脉冲的连续监测”(Optical communications，Vol.36，pp.406-408(1981))的文章中有描述。基于光栅的傅立叶变换域谐振延迟线，Tearney等人在标题为“用一种基于光栅的相位控制延迟线进行高速相位和群延迟扫描”(Optics Letters，Vol.22，pp.1811-1813(1997))的文章中有描述。基于声光调制器的延迟线，Yang等人在标题为“在1.55um波长下的快速微调光延迟线”(Optics Letters，Vol.23，pp.1843-1845(1998))的文章中有描述。

基于光纤的光延迟设备能够方便地与光纤组件和设备相连接或结合，以体现各种不同的优势。例如，基于光纤的设备不需要在自由空间中排列光学组件，而且可以实现紧密设备的封装。

发明内容

本发明的目的是为了实现包括可变光延迟线和使用该延迟线的设备的各种不同的应用，设计出一种光纤延伸器，使用了一个或更多的线性激励器来延伸光纤环。可以提高该激励器组的总体伸展和收缩范围。具有很大的灵活性。

本发明提出的第一种光纤延伸器，其特征在于，该光纤延伸器包括：

一个响应控制信号的线性激励器，以产生沿着直线的空间变化；

一个包含至少一个可伸展槽的扩展装置，该扩展装置的可伸展槽连接所述线性激励器，使得通过增大激励器沿直线的空间变化，改变扩展装置可伸展槽的宽度，从而为该光纤延伸器的外表面圆周提供放大的变化；

一个环绕在该扩展装置外表面的光纤环，通过该扩展装置的外表面圆周增大的变化，改变光纤环的长度。

本发明提出的另一种光纤延伸器，其特征在于，该光纤延伸器包括：

由一个内部圆形结构、一组外部弧形结构和一组连接器构成的扩展装置；

所述一组外部弧形结构，互相分离且围绕内部圆形结构分布，形成一个与内部圆形结构同中心的外部圆；

所述一组连接器，分别将外部弧形结构连接到内部圆形结构的外表面，每个外部弧形结构对应一个连接器，其中每个连接器固定每个外部弧形结构到内部圆形结构，形成一个整体；

一组线性激励器，分布在一个与内部圆形结构同中心的圆上，每个线性激励器能够适应在内部圆形结构的放射方向上沿着直线的伸展或收缩，两个线性激励器连接到一个外部弧形结构上分别对称地位于外部弧形结构各自连接器的两侧，通过伸展和收缩来改变外部弧形结构相对于内部圆形结构的放射位置；且

一个环绕在外部弧形结构外表面的光纤环，在初始延伸状态下形成一个外部圆，使得当线性激励器伸展和收缩来改变外圆的圆周时光纤环发生变化。

本发明采用第一种光纤延伸器的设备，其特征在于，该设备还包括：

一个光偏振分束器(PBS)，具有第一端口、第二端口和第三端口，其中处于第一光偏振态的光通过PBS在第一端口和第二端口之间传送，处于第二光偏振态的与第一偏振态光偏振方向垂直的光，由第二端口进入将被反射到第三端口，或由第三端口进入，将被反射到第二端口；