[发明专利]高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置及方法

权利要求书

1.一种高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：包括分束单元、时间透镜单元、色散傅里叶变换单元及探测单元；

所述分束单元用于将待测信号光进行分束，一束作为时间透镜单元的信号光，另一束作为色散傅叶变换单元的信号光；

所述时间透镜单元用于对接收的待测信号光进行时域放大；

所述色散傅里叶变换单元用于对接收的待测信号光进行傅里叶变换，实现待测信号光频域到时域的转换；

所述探测单元用于接收并记录时间透镜单元及色散傅里叶变换单元处理后的待测信号光时频域信息。

2.根据权利要求1所述的高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：所述时间透镜单元(4)包括合束器(47)、分别位于合束器(47)两路入射光路中的信号光光路、泵浦光光路及位于合束器出射光路中的闲频光光路；

所述信号光光路包括沿光路设置的第一衰减器(41)、第一偏振控制器(43)及第一色散介质(45)；

所述泵浦光光路包括沿光路设置的泵浦源(51)、第二偏振控制器(44)及第二色散介质(46)；

所述闲频光光路包括沿光路依次设置的硅基微纳波导(48)、滤波器(49)及第三色散介质(50)；

所述第一衰减器(41)用于调节信号光的强度；所述第一偏振控制器(43)用于对信号光偏振调节；所述第一色散介质(45)用于对信号光频域进行二次相位调制；

所述泵浦源(51)用于提供四波混频过程的泵浦光；所述第二偏振控制器(44)用于对泵浦光偏振调节；所述第二色散介质(46)用于对泵浦光频域进行二次相位调制；

所述合束器(47)用于对信号光和泵浦光合束；

所述硅基微纳波导(48)用于发生四波混频效应；

所述滤波器(49)用于滤掉泵浦光和信号光获得闲频光；所述第三色散介质(50)用于对闲频光频域进行二次相位调制。

3.根据权利要求2所述的高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：所述时间透镜单元(4)还包括设置在信号光光路或泵浦光光路中的时间延迟线(42)，用于调节信号光与泵浦光同时入射至合束器(47)。

4.根据权利要求3所述的高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：所述色散傅里叶变换单元(3)包括第二衰减器(31)与第四色散介质(32)；所述第二衰减器(31)用于调节进入色散傅里叶变换单元(3)中的信号光强度，所述第四色散介质(32)用于对光信号进行傅里叶变换。

5.根据权利要求4所述的高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：所述探测单元(5)包括实时示波器(54)与两个光电探测器，两个光电探测器的输入端分别与色散傅里叶变换单元及时间透镜单元的输出端连接，两个光电探测器的输出端接实时示波器。

6.根据权利要求5所述的高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：所述光电探测器为GHz带宽的光电探测器，实时示波器为GHz带宽的实时示波器，分束单元为分束器。

7.根据权利要求6所述的高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：所述第一色散介质(45)、第二色散介质及(46)及第三色散介质(50)均为单模光纤或色散补偿光纤，各色散介质色散大小不同；所述第四色散介质(32)为色散补偿光纤或啁啾布拉格光栅。

8.根据权利要求7所述的高分辨率实时超短脉冲时频域测量装置，其特征在于：所述色散傅里叶变换单元(3)还包括用于放大信号的拉曼泵浦源及波分复用器。