[发明专利]一种基于全e光互相关的光脉冲稳相传输装置和方法

说明书

本发明涉及一种基于全e光互相关的光脉冲稳相传输装置，包括锁模激光器，锁模激光器与环形结构连接，环形结构分别与分束器、往返光脉冲传输系统连接，分束器通过第一和频光产生系统、第二和频光产生系统与平衡探测器连接，且往返光脉冲传输系统和平衡探测器均与反馈控制器连接。本发明还提供了相应的方法。本发明设计特殊的环形结构，并采用类型为0的PPLN晶体产生和频信号，能够实现较高的转换效率，提高鉴相探测灵敏度，并且能够实现环外延时调节的效果。同时，通过本发明的对称结构，能够抑制和频光路上的共模噪声，从而具有更好的信噪比。

技术领域

本发明涉及光脉冲传输技术领域，更具体地涉及一种基于全e光互相关的光脉冲稳相传输装置。

背景技术

现有的光脉冲传输装置是一种基于类型为II的周期性极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体的光学互相关方案，如图1所示，该方案原理为：锁模激光器在自由空间输出线偏振光脉冲串，通过旋转半波片调节光脉冲串的线偏振方向，并通过偏振分束立方体将光脉冲串分离成p偏振态的光脉冲串和s偏振态的光脉冲串，其中p偏振态的光脉冲直接透射作为参考路光脉冲输入到PPKTP晶体中，s偏振态的光脉冲则被反射作为往返路光脉冲。s偏振态的光脉冲依次通过延迟线、半波片和法拉第旋转器后，通过准直器聚焦进入保偏光纤，在光纤传输的过程接入光纤延展器和双向掺铒光纤放大器。在光纤传输的尽头通过一个光纤半透半返器将一部分光直接输出供客户端使用，另一部分光则被原路反射回再次进入自由空间中，再次通过法拉第旋转器后，原先的s偏振态的光脉冲变成了p偏振态的光脉冲，因此再次进入偏振分束立方体时，该往返路脉冲串直接透射输出，并经过反射镜反射和往返两次通过1/4波片，往返路脉冲串再次变成s偏振态的光脉冲，第三次经过偏振分束立方体则被反射进入PPKTP晶体中。如果通过光学延迟调节往返路光脉冲的延迟时间，使其经过往返传输后和参考路光脉冲在PPKTP晶体中产生和频光，PPKTP远端面镀有透返膜，产生的和频光直接输出进入平衡探测器的其中一个光电探测器中，参考路脉冲和往返路脉冲则被透返膜反射再次通过PPKTP晶体第二次产生和频光，该和频光通过一个透射基频光反射和频光的二向色镜的反射，并被一个反射镜反射进平衡探测器的另一个光电探测器，平衡探测器内置的两个光电探测器将光信号转换为电信号，并通过跨阻抗放大器进行信号放大，最终的输出电压值大小与参考路光脉冲和往返路光脉冲的时间重合成线性关系，以此作为鉴相信号。

然而，PPKTP晶体的和频转换效率较低，且需要参考路脉冲和往返路脉冲偏振正交，导致鉴相探测灵敏度较低。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种基于全e光互相关的光脉冲稳相传输装置，能够提高参考路脉冲和往返路脉冲产生和频光的效率，从而进一步提高鉴相探测灵敏度。

本发明提供的一种基于全e光互相关的光脉冲稳相传输装置，包括一锁模激光器，所述锁模激光器与一环形结构连接，所述环形结构分别与一分束器、往返光脉冲传输系统连接，所述分束器通过第一和频光产生系统、第二和频光产生系统与一平衡探测器连接，且所述往返光脉冲传输系统和所述平衡探测器均与一反馈控制器连接。

进一步地，所述环形结构包括依次连接的分路器、第一延迟线、合路器和环形器，且所述分路器与所述环形器连接，所述环形结构通过合路器与分束器连接，通过环形器与往返光脉冲传输系统连接。

进一步地，所述往返光脉冲传输系统包括依次连接的第一准直器、第二延迟线、第二准直器、传输光纤和半透半返器。

进一步地，所述往返光脉冲传输系统通过其第二延迟线与反馈控制器连接，且在所述第二准直器与所述传输光纤之间设置有与所述反馈控制器连接的延展器。

进一步地，在所述传输光纤与所述半透半返器之间设置有双向掺铒光纤放大器。

进一步地，所述第一和频光产生系统和所述第二和频光产生系统均包括依次连接的第三准直器、第一半波片、分束立方体、第二半波片、聚焦镜、类型为0的PPLN晶体以及滤波片，所述分束立方体与所述光电探测器连接，且第三准直器与所述分束器连接。