[发明专利]一种可重构实时光谱测量系统及应用

权利要求书

1.一种可重构实时光谱测量系统，其特征在于，包括：脉冲提取模块、环路控制模块和频谱显示模块；

所述脉冲提取模块用于生成第一光脉冲信号，并调整所述第一光脉冲信号的重复频率，得到第二光脉冲信号；

所述环路控制模块用于控制系统中色散量的大小，实现所述第二光脉冲信号的频谱在时间维度的映射，得到待测光脉冲信号；

所述频谱显示模块用于对所述待测光脉冲信号进行光电转换，并对所述待测光脉冲信号的时域波形进行实时监测，得到监测结果。

2.根据权利要求1所述的可重构实时光谱测量系统，其特征在于，所述脉冲提取模块包括：锁模激光装置、第一数字延迟发生装置和第一声光调制装置；

所述锁模激光装置用于发出所述第一光脉冲信号；

所述第一声光调制装置用于对所述第一光脉冲信号进行有选择性地提取，实现所述第一光脉冲信号重复频率的调整，得到所述第二光脉冲信号；

所述第一数字延迟发生装置用于控制所述第一声光调制装置，并且与所述锁模激光装置同步。

3.根据权利要求1所述的可重构实时光谱测量系统，其特征在于，所述的环路控制模块包括，3dB耦合装置、色散元件、光放大装置、第二数字延迟发生装置、第二声光调制装置和第三声光调制装置；

所述3dB耦合装置用于控制第二光脉冲信号和所述待测光脉冲信号进出环路；

所述色散元件用于对所述第二光脉冲信号的频谱在时间维度的映射；

所述第二数字延迟发生装置用于对所述第二声光调制装置和所述第三声光调制装置进行控制；

所述第二声光调制装置用于控制所述第二光脉冲信号是否再次通过耦合装置进入环路；

所述第三声光调制装置用于控制所述第二光脉冲信号是否进入所述频谱显示模块；

所述光放大装置用于对所述第二光脉冲信号进行放大，弥补所述3dB耦合装置、所述第二声光调制装置、所述第三声光调制装置和所述色散元件的损耗，得到所述待测光脉冲信号。

4.根据权利要求3所述的可重构实时光谱测量系统，其特征在于，所述频谱显示模块包括：光电探测装置和数字示波器；

所述光电探测装置用于完成对所述待测光脉冲信号的光电转换；

所述数字示波器用于对所述待测光脉冲信号时域波形的实时监测，得到监测结果。

5.根据权利要求4所述的可重构实时光谱测量系统，其特征在于，所述环路控制模块的工作流程包括：

当所述第二光脉冲信号需要继续在环路中循环下一圈时，所述第二数字延迟发生装置提供的驱动信号须处于高电平，使得所述第二声光调制器实现闭合的光开关的作用，以确保所述第二光脉冲信号能完整通过所述第二声光调制器再次进入环路；由于所述第二声光调制器和所述第三声光调制器是反相的，此时所述第三声光调制器为断开的光开关状态，因此在此状态下，所述频谱显示模块不会接收到光脉冲信号；而在光脉冲信号达到所需循环圈数时，通过适当地控制所述第二数字延迟发生装置提供的驱动信号使得所述第二声光调制器实现断开并且所述第三声光调制器实现闭合，所述第二声光调制器隔断了所述待测光脉冲信号继续在环路中传输，并且所述待测光脉冲信号通过第三声光调制器到达所述频谱显示模块。

6.根据权利要求4所述的可重构实时光谱测量系统，其特征在于，得到所述监测结果的分辨率的方法包括：

其中，n表示光脉冲信号循环的圈数，D表示色散补偿光纤的群速度色散值，L表示色散补偿光纤的长度值，f_s表示示波器的采样频率。

7.一种可重构实时光谱测量系统的应用，用于控制权利要求1-6任一项所述的可重构实时光谱测量系统，其特征在于，步骤包括：

首先利用所述第一数字延迟发生装置对所述锁模激光装置输出的光脉冲进行提取，实现所述光脉冲信号重复频率的改变；之后利用环路控制模块驱动所述第二声光调制器和所述第三声光调制器实现所述光脉冲信号在环路中循环的圈数的控制，并在环路中搭载所述色散元件实现所述光脉冲信号的频谱在时间维度的映射；最后通过频谱显示模块对所述光脉冲进行光电转换，通过所述数字示波器完成对所述光脉冲信号时域波形的实时监测。

8.根据权利要求7所述的一种可重构实时光谱测量系统的应用，其特征在于，实现所述光脉冲信号在环路中循环的圈数的控制的方法包括：

当所述光脉冲信号需要继续在环路中循环下一圈时，所述第二数字延迟发生装置提供的驱动信号须处于高电平，使得所述第二声光调制器实现闭合的光开关的作用，以确保所述光脉冲信号能完整通过所述第二声光调制器再次进入环路；由于所述第二声光调制器和所述第三声光调制器是反相的，此时所述第三声光调制器为断开的光开关状态，因此在此状态下，所述频谱显示模块不会接收到光脉冲信号；而在光脉冲信号达到所需循环圈数时，通过适当地控制所述第二数字延迟发生装置提供的驱动信号使得所述第二声光调制器实现断开并且所述第三声光调制器实现闭合，所述第二声光调制器隔断了所述待测光脉冲信号继续在环路中传输，并且所述待测光脉冲信号通过第三声光调制器到达所述频谱显示模块。