基于受控时延信号转移传送的信号分段时域压缩处理系统.pdf

本发明公开了一种基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统，所述系统的光路结构为：紫外激光器输出紫外光直传光束和紫外光移频光束，分别准直扩束后，相交形成差拍干涉，分别写入一已蚀刻有掩模的光纤的侧面，形成移动腔，用以寄存光信号，移动方向是从输入端向输出端；红光激光器输出光经上述同样处理过程，写入上述光纤无掩模的另一侧面，形成等间隔分布的移动干涉条纹，从输出端向输入端移动，等间隔匀速擦除由紫外光差拍干涉形成的移动腔，使移动腔依次失效。使得信号在光纤中可以实现“慢入快出”，达到信号段时域压缩的目的。本发明系统结构相对简单，从而使该信号压缩系统更容易推广应用。

1、  一种基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统，其特征在于，所述系统的光路结构：紫外光激光器所出的紫外光经分光器分为紫外光直传光束和紫外光移频光束，分别准直扩束后，紫外光直传光束与紫外光移频光束相交形成差拍干涉，分别写入一已蚀刻有掩模的光纤的一侧面，形成等间隔干涉条纹，构成移动腔，移动方向是从输入端向输出端移动；红光激光器所出的红光经分光器分为红光直传光束和红光移频光束，分别准直扩束后，红光直传光束与红光移频光束相交形成差拍干涉，分别写入所述光纤另一无掩模的侧面，形成等间隔分布的移动干涉条纹，由输出端向输入端方向匀速移动，从而等间隔匀速擦除由紫外光差拍干涉形成的移动腔，使部分移动腔失效；紫外光直传光束与紫外光移频光束的频差决定移动腔的移动速度，而红光直传光束与红光移频光束的频差决定擦除光的移动速度；来自信号源的光脉冲信号经耦合输入光纤被耦合输入到移动腔内，并以往返振荡的形式约束在移动腔内，在移动过程中，原写入的移动腔从输出端向输入端方向依次被移动红干涉亮光条纹擦除，光信号在光纤中传送到输出端口，再经耦合输出光纤被耦合输出，而获得经分段时域压缩且占空比不变的光信号。

2、  根据权利要求1所述的基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统，其特征在于，所述的移动腔为栅距为2-5毫米的移动光栅组。
3根据权利要求1所述的基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统，其特征在于，所述的分别写入所述光纤另一无掩模侧面的形成等间隔分布的移动干涉条纹的栅距为10-40毫米。

4、  根据权利要求1所述的基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统，其特征在于，所述光纤为单模掺铒光纤。

5、  根据权利要求1所述的基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统，其特征在于，激励激光器输出波长980纳米的激光至所述单模掺铒光纤，对波长为1550纳米的信号光产生增益。

基于受控时延信号转移传送的信号分段时域压缩处理系统
技术领域
本发明涉及全光信号处理技术，特别是涉及一种基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统的技术。
背景技术
目前所使用的光学寄存器主要是由许多的光逻辑开关组成，具有结构相当复杂的缺陷。如果在全光系统中使用电子寄存器来获得时域压缩信号，就必须外加光-电、电-光转换装置，成为非全光系统，存在运行速率低及抗干扰力差双重缺陷。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构相对简单，具有寄存功能的基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩处理系统，其特征在于，所述传送系统的光路结构：紫外光激光器所出的紫外光经分光器分为紫外光直传光束和紫外光移频光束，分别准直扩束后，紫外光直传光束与紫外光移频光束相交形成差拍干涉，分别以一定角度写入一已蚀刻有掩模的光纤的一侧面，形成等间隔干涉条纹，构成移动腔，移动方向是从输入端向输出端移动；红光激光器所出的红光经分光器分为红光直传光束和红光移频光束，分别准直扩束后，红光直传光束与红光移频光束相交形成差拍干涉，分别以一定角度写入所述光纤另一无掩模的侧面，形成等间隔分布的移动干涉条纹，由输出端向输入端方向匀速移动，从而等间隔匀速擦除由紫外光差拍干涉形成的移动腔，使部分移动腔失效；紫外光直传光束与紫外光移频光束的频差决定光腔的移动速度，而红光直传光束与红光移频光束的频差决定擦除光的移动速度，来自信号源的光脉冲信号经耦合输入光纤被耦合输入到移动腔内，并以往返振荡的形式约束在移动腔内，在移动过程中，原写入移动腔从输出端向输入端方向依次被移动红干涉亮光条纹擦除，光信号在光纤中传送到输出端口，再经耦合输出光纤被耦合输出，而获得经分段时域压缩且占空比不变的光信号。
进一步的，所述的移动腔为栅距为2-5毫米的移动光栅组。
进一步的，所述的分别写入所述光纤另一无掩模侧面的形成等间隔分布的移动干涉条纹的栅距为10-40毫米。
进一步的，所述光纤为单模掺铒光纤。
进一步的，激励激光器输出波长980纳米的(激励)激光至所述单模掺铒光纤；对波长为1550纳米的信号光产生增益，以补偿时延过程的强度损耗。
利用本发明提供的基于受控时延信号约束转移传送的光信号分段时域压缩处理系统，由于采用两组拍频干涉光形成受控可擦除移动腔来寄存光信号，系统结构相对简单，从而使该信号压缩系统更容易推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例的系统原理框图；
图2是本发明实施例的光栅型反射腔镜形成原理图(擦除红光干涉亮条纹到达前)；
图3是本发明实施例的光栅型反射腔镜失效原理图(擦除红光干涉亮条纹到达后)；
图4是本发明实施例的光信号转移传送原理图(擦除红光干涉亮条纹到达前)；
图5是本发明实施例的光信号转移传送原理图(擦除红光干涉亮条纹到达后)；
图6是信号压缩前后的对照图(擦除红光干涉亮条纹移动速度等于写入光栅移动速度时)。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
本发明实施例所提供的一种基于受控时延信号约束转移传送的信号分段时域压缩系统，其特点是信号光脉冲由光纤耦合送入输入端口，并寄存在移动光腔内，在移动过程中，写入的移动光栅组从输出端向输入端方向依次被移动红干涉亮光条纹擦除，光信号在光纤中传送到输出端口，后耦合至输出端口送出。输出信号的压缩程度由擦除红光移动速度和写入光栅移动速度决定。系统的主要部分完全没有电子元件，为全光系统。
超过阈值强度的紫外光的照射可使纤芯材料被激励造成折射率发生改变，从而形成折射率光栅；而过阈值的红光的照射可使已有的光纤光栅被擦除。在表面已制作有透射式光栅掩模的光纤侧面上写入形成差拍干涉的两束紫外光，形成栅距为几毫米的移动明暗条纹，如图2所示，写入光栅的移动方向是从输入端向输出端移动。在此光纤的另一无掩模侧面写入形成差拍干涉的两束红光，形成栅距为几十毫米的移动明暗条纹，其移动方向与写入光栅的移动方向相反，如图3所示，当红光干涉亮条纹到达时的区域，原移动光栅组失效。
如图1所示，本发明实施例的基于受控时延信号约束转移传送的信号段时域压缩系统中，紫外光激光器1所出的紫外光经分光器分为紫外光直传光束1和紫外光移频光束2，直传光束1和经声光调制器移频后的移频光束2分别经准直扩束器准直扩束后，光束1与光束2以一定的角度相交形成差拍干涉，并分别以一定角度侧写入一已蚀刻有掩模的光纤的一侧面形成移动的明暗相间的等间隔干涉条纹，形成栅距为几毫米的移动光栅组，即移动腔，如图5所示，本实施例中移动光栅组的栅距为2-5毫米；腔的移动速度与直传光束1和移频光束2的频差有关；同理，红光激光器2所出的红光直传光束3和红光移频光束4，亦相交形成差拍干涉，以一定角度写入上述光纤无掩模另一侧面，形成移动的等间隔栅距为几十毫米的干涉条纹，红激光干涉亮条纹可等间隔的擦除紫外光形成的折射率光栅，本实施例中红激光移动干涉条纹的栅距为10-40毫米；红光的擦除速度由光束3和光束4的频差决定；来自信号源的光脉冲信号经耦合输入光纤被耦合输入到移动光栅组(移动腔)内，并以往返振荡的形式约束在移动光栅组(移动腔)内，在移动过程中，移动光栅组从输出端向输入端方向依次被移动红干涉亮光条纹擦除，光信号被传送到输出端口，再经耦合输出光纤被耦合输出。
上述区域红光与紫外光的持续移动光照可用差拍干涉的方法形成。直传光束与由声光调制器移频后的移频光束以一定角度汇合，则形成差拍干涉。这两路光的频率有微小的差值，不会形成稳定干涉条纹，只能按差拍原理形成移动条纹。汇合角度决定了明暗相间的等间隔干涉条纹的宽度，而移频的数值决定了该条纹移动的速度。写入光栅与擦除红光亮条纹的移动速度决定了在光纤中传输的光信号的压缩程度。图6示出了当擦除红光亮条纹的移动速度等于写入光栅组的移动速度时，在时域上信号被压缩一倍。
光脉冲在耦合输入、转移时延及耦合输出过程中均有强度损耗，采用掺铒光纤并用波长980纳米的激光激励，使对波长为1550纳米的信号光产生增益，可补偿全过程的强度损耗。