[实用新型]一种新型光路延时装置

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及一种新型光路延时装置。

[背景技术]

光路延时线是光学实验和设备中常用的一个设备，在迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等经典的应用都采用过不同结构的光路延时线。延时线的思想是通过将光路的一个信号分束成两个或者是两个信号同时经过不同的光学路径，最终合束的时候会产生干涉，从而衍生出很多不同的应用。当前的商用延时线多应用在通讯领域，其最大的连续可调延时长度仅仅有500ps左右。

在超快激光光学领域，比如频率梳领域，我们常常将同一个光纤超快激光器输出的脉冲分成两束，并且在其中一束放置可变延时线，使激光器输出的第n个脉冲经过延时线后再与刚输出的第n+1个脉冲进行合束后相干，简而言之就是使激光器的前一个脉冲与自身的后一个脉冲进行相干。在这种应用中，延时线的长度与激光器的重频密切相关，例如在频率梳领域常用的250M的光纤激光器，其可变延时线的长度约在1.2m左右，相对于时域的光脉冲延时时间为4ns，而常规应用在通讯领域的商用延时系统最大型号的延时长度仅有0.5ns附近，远不能达到使用的要求。

常规的延时线的设计思路是利用准直器后输出的光经过不同的固定直角反射镜阵列进行平行反射，最终在出射端耦合进入另一个准直器中作为输出端。在这种设计中使用的固定直角反射镜阵列不宜移动距离过大，因为假定在移动范围较大如超过100mm的情况下，入射光假若与阵列的移动方向有微小的角度偏差，那么这种角度偏差会引起空间偏差并在直角反射镜阵列中不断放大，导致在出射端严重偏离出射端准直器的固定方向和位置，因为插入损耗增大。所以这种方案不适合于设计类似于可调范围0.1～1.2m的长距离连续可调延时线。

也有方案利用角锥棱镜+双准直器的方法克服了在比较长的距离情况下的光线偏差的问题，获得了最大为500ps的连续可调延时长度。但是这种延时线的延时量受制于可移动导轨的长度，而导轨的长度越大，其不稳定度也越高。

因此，有必要解决如上问题。

[实用新型内容]

本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种新型光路延时装置，其结构简单易实现，调节方便，稳定性好。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种新型光路延时装置，包括有用于接收入射信号光及输出延时后信号光的光环形器10，所述光环形器10上至少设有一个光入射连接端11、一个光延时连接端12、以及一个光出射连接端13，所述光延时连接端12上连接有光纤准直器20，所述光路延时装置还包括有用于将所述光纤准直器20出射端信号光进行若干次平行反射以实现光路延时的角锥棱镜阵列30和用于驱动所述角锥棱镜阵列30上角锥棱镜沿光路方向前后平移的平移台40，所述角锥棱镜阵列30包括左排角锥棱镜31和右排角锥棱镜32，信号光在所述左排角锥棱镜31和右排角锥棱镜32之间平行反射，所述角锥棱镜阵列30末端设有用于将所述角锥棱镜阵列30末端出射信号光进行垂直反射使其沿角锥棱镜阵列30原路返回至光纤准直器20的平面反射镜50，所述光出射连接端13作为延时后信号光输出端。

如上所述的一种新型光路延时装置，其特征在于所述平移台40包括有控制器41和受所述控制器41控制用于驱动所述角锥棱镜阵列30上角锥棱镜沿光路方向前后平移的平移动板42。

如上所述的一种新型光路延时装置，其特征在于所述左排角锥棱镜31或所述右排角锥棱镜32设置在所述平移动板42上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、结构简单易实现，采用了光环形器，便于接收入射信号光及输出延时后信号光，光环形器通过光纤准直器将信号光入射至角锥棱镜阵列以实现光路延时，并且通过平面反射镜将角锥棱镜阵列末端出射信号光进行零度反射使其沿角锥棱镜阵列原路返回至光纤准直器，其在不增加角锥棱镜个数的情况下实现了信号光在角锥棱镜阵列中的双倍延时，有效提高光路延时量值。

2、角锥棱镜阵列包括左排角锥棱镜和右排角锥棱镜，便于信号光在左排角锥棱镜和右排角锥棱镜之间平行反射，并且由于角锥棱镜阵列末端设置了平面反射镜，其有效将角锥棱镜阵列末端出射信号光沿角锥棱镜阵列原路返回到光纤准直器中。

3、调节方便，平移台包括有控制器和受所述控制器控制用于驱动所述角锥棱镜阵列上角锥棱镜沿光路方向前后平移的平移动板，便于通过平移台上平移动板调节左排角锥棱镜与右排角锥棱镜之间距离，从而调节光路延时量值。

4、后续改进容易，通过增加角锥棱镜阵列上角锥棱镜的个数就能增加光路延时范围。