[发明专利]通过使用四波混频进行时间展宽的高速光采样

权利要求书

1.一种用于展宽信号波形的时间展宽设备，包括

输入扩散单元，用于对输入信号波形进行扩散；

泵浦脉冲源；

泵浦脉冲扩散单元，用于对由所述泵浦源所产生的泵浦脉冲进行扩散(或“施加啁啾”)；

光耦合器，用于对泵浦脉冲和扩散后的输入信号波形进行组合；

四波混频器(FWM)，其中该四波混频器被耦合到所述光耦合器；

带通滤波器；以及

输出扩散单元。

2.权利要求1的设备，包括光检测器。

3.权利要求2的设备，其中所述光检测器是实时示波器或采样示波器。

4.权利要求1的设备，其中所述泵浦脉冲源是OPO或短脉冲激光器。

5.权利要求1的设备，其中所述输入扩散单元、泵浦脉冲扩散单元和/或输出扩散单元是光栅、光纤、啁啾布拉格光栅、或扩散波导管。

6.权利要求1的设备，其中所述四波混频器(FW)是基于硅芯片的波导管(或FWM设备)、光子晶体光纤、高度非线性光纤、半导体光放大器、或介电非线性波导管。

7.权利要求6的设备，其中所述四波混频器(FWM)是基于硅芯片的波导管(或FWM设备)，并且所述带通滤波器被集成在FWM芯片上。

8.权利要求1的设备，其中在泵浦路径上总的扩散与在信号路径上总的扩散的比率是2∶1。

9.权利要求1的设备，其中展宽倍数由输出扩散单元的扩散与输入信号波形的扩散之间的比率给出。

10.权利要求1的设备，其中所述输入扩散单元被耦合到所述泵浦脉冲源和所述光耦合器。

11.权利要求1的设备，其中所述泵浦脉冲扩散单元被耦合到信号源(或发射机)和所述光耦合器。

12.权利要求1的设备，其中所述四波混频器被耦合到所述光耦合器和所述输出扩散单元。

13.权利要求1的设备，其中所述带通滤波器被耦合到所述四波混频器和第三扩散单元。

14.权利要求1的设备，其中所述带通滤波器被耦合到所述输出扩散单元和所述光检测器。

15.权利要求1的设备，其中所述光检测器被耦合到所述输出扩散单元。

16.权利要求1的设备，其中输入信号路径和泵浦路径的扩散斜率小到使得与所希望的时间分辨率相关联的三阶扩散长度比这些扩散路径的物理长度至少长10倍。

17.权利要求1的设备，其中所述输入扩散单元和/或泵浦脉冲扩散单元是具有小的扩散斜率的光纤，而所述输出扩散单元是比所述输入扩散单元和/或泵浦脉冲扩散单元具有更多的扩散的光纤。

18.权利要求1的设备，其中信号波形的展宽倍数是至少100倍、至少200倍、至少300倍、至少400倍、或至少500倍。

19.一种用于展宽信号波形的时间展宽设备，包括：

输入扩散单元，用于扩散耦合到输入信号波形源的输入信号波形；

泵浦脉冲源；

泵浦脉冲扩散单元，用于对耦合到泵浦脉冲源的泵浦脉冲进行扩散；

光耦合器，用于对泵浦脉冲和输入信号波形进行组合；

四波混频器，被耦合到所述光耦合器的输出端；

带通滤波器，被耦合到所述四波混频器的输出端；

输出扩散单元，被耦合到所述带通滤波器的输出端；以及

光检测器，被耦合到所述输出扩散单元的输出端。

20.权利要求19的设备，其中所述输入扩散单元、泵浦脉冲扩散单元和/或输出扩散单元是光纤。

21.权利要求19的设备，其中所述光检测器是被耦合到第三扩散单元的输出端的实时示波器。

22.权利要求19的设备，其中输入信号路径和泵浦路径的扩散斜率小到使得与所希望的时间分辨率相关联的三阶扩散长度比输入信号路径和泵浦路径的物理长度至少长10倍。

23.权利要求19的设备，其中所述输出扩散单元被耦合到所述四波混频器的输出端，所述带通滤波器被耦合到所述输出扩散单元的输出端，并且实时示波器被耦合到所述带通滤波器的输出端。