[发明专利]反馈式可调光学微腔延时方法

说明书

本发明涉及光延时器领域，现有的芯片可集成型的光延时器系统复杂度高，多个微腔耦合状态同步调节困难。针对上述问题，本发明公开了一种反馈式可调光学微腔延时方法及延时器，所述延时器包括光信号输入端、光信号输出端、光学微腔、耦合器件、第一耦合器和第二耦合器，第一耦合器的端口A与光信号输入端相连，端口B通过耦合器件与光学微腔耦合，端口C与第二耦合器的端口C相连，第二耦合器的端口A通过耦合器件与光学微腔耦合，端口B与光信号输出端相连。本发明利用反馈机制将出射光反馈并注入光学微腔的腔内，增加了光信号传输的有效路径以及额外色散的可调延时，系统复杂度低，延时效果好，可通过对反馈条件的控制，进一步调节延时效果，从而达到延时可调。

技术领域

本发明涉及光延时器领域，具体为一种反馈式可调光学微腔延时方法及延时器。

背景技术

光延时器作为一种光无源器件在通讯领域和相控阵雷达领域都发挥着重要作用。在光通讯时分复用系统中，光延时器用于产生高比特率的复用信号和实现光缓冲区，减少分组丢失，提高通讯系统的性能；在相控阵雷达中，光延时器在减少天线阵列重量，提高雷达分辨率、识别能力、解决多目标成像、抗电磁干扰、简化结构等方面具有巨大的优势。

光延时器的传统光路一般采用增加光路长度的方式得到合适的延时，以获得预期的延时效果。

近年来，随着现代通讯系统和相控阵雷达系统对系统尺寸、功耗等方面的要求不断提高，芯片可集成型的光延时器成为了目前光延时系统的主要研究方向。但是，光延时器的尺寸直接限制了延时器中所能获得的光路长度，导致芯片可集成型的光延时器除了利用传统光路的延时方式外还需进一步利用额外色散造成的延时。这种类型的光延时器通常集成光学微谐振腔(简称光学微腔)，利用其对光波的谐振效应，使光波在环形腔内往返多次传输从而对光波产生一定的延时，此外，芯片的延时器件要求在微小的频率范围内需产生较大的相位突变，才能获得较好的延时效果，因此高品质系数(Q)的回音壁模式光学微腔成为目前芯片可集成型光延时器的首选。但是传统光路下单个光学微腔Q值有限，因此研究者逐步发展采用串联光学微腔或者耦合光学微腔波导的形式来获得更长的延时，通常通过合理设计微环腔结构和级联一定数目的微环腔就可以达到对延时量的良好控制，如中国专利公开号CN101881859A和CN101576634的发明专利申请所描述的设计，但是无论光延时器采用何种级联方案必然带来光延时器的复杂程度的急剧增加，均进一步提高了延时系统对光源的功率要求，并且需要面临对多个微腔耦合状态进行同步调节和控制的技术难题，同时必然大幅度增加光延时器的封装难度，影响光延时器在工业界的大规模应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种结构简单，无须级联多个光学微腔的反馈式可调光学微腔延时方法及延时器。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种反馈式可调光学微腔延时方法，光信号通过耦合器件注入光学微腔并从光学微腔耦合输出，输出的光信号再次通过耦合器件重新注入光学微腔后并从光学微腔最终输出，从而实现对光信号的延时。

该延时方法具备以下优点：

利用反馈机制将出射光反馈并注入光学微腔腔内，增加了光信号传输的有效路径以及额外色散的可调延时，在不增加系统复杂度的情况下改善了光学微腔延时器的效果；同时能够通过对反馈条件的控制，进一步调节光学微腔延时器的延时效果，从而达到光学微腔延时器的可调。

作为优选，所述光信号两次注入光学微腔从光学微腔的同一位置注入；同一位置耦合，耦合结构简单。

作为优选，所述光信号两次注入光学微腔从光学微腔的不同位置注入；不同位置耦合，耦合部分调节更加灵活多变。

为实现上述延时方法，本发明提供一种反馈式可调光学微腔延时器，技术方案包括两种：