缩减光检波器的存储效应的装置和方法.pdf

本发明涉及光检波器，并更具体地涉及缩减高速光学测量系统中的光检波器的存储效应的方法。
    各种高速光信号通常是采用将所述光信号连续地加到一光检波器并用一电子采样系统对该检波器的输出信号进行采样的方法来测量的。这样一种电子采样系统被用于特克特朗尼克（Tektronix）公司（在美国俄勒冈州、比弗顿-Beaverton，Oregon）制造的纤维光学时畴反射计系列的OF/50型中。由于采用脉冲输入，所以检波器的输出信号在输入脉冲的后沿处因检波器的存储时间作用而使其呈指数衰减状。从检波器输出信号的（后沿部）衰减期间内的某一定时控制起，被加到该采样系统的一个采样选通脉冲将导致一个与输入脉冲的实际值有显著误差的采样输出信号。为了在输出端产生一更加准确的信号值，我们想望一种用于缩减此种检波器的存储时间效应的方法。

    因此，本发明通过使用一个光调制器装置为精选和改进光检波器的性能而提供一种缩减光检波器的存储效应的方法。将光信号输入到在采样时间之前是断开的所述光调制器，以防止光线传到光检波器。然后，刚好在采样选通脉冲开始之前或正好与采样选通脉冲开始地同时使该光调制器导通。因此光信号被阻止传到检波器以免产生存储效应而在采样期间使输出的电信号失真。

    只要结合所附权利要求书及附图阅读下文的详细说明就可明瞭本发明的各种目的、优点和其它新颖特性了。

    图1A是先有技术的光学测量系统的方框图。

    图1B是图1A的先有技术的光学测量系统的定时图。

    图2A是按照本发明的高速光学测量系统的方框图。

    图2B是图2A的光学测量系统的定时图。

    现参考图1A和1B，先有技术的光学测量系统具有一由（A）所示输入光信号的光检波器10。由（B）所示的该光检波器的输出信号输入到采样系统12。该采样系统12被来自定时控制电路14，由（c）表示的采样选通脉冲触发而即刻对光检波器的输出信号进行采样。从取样系统12产生的由（D）所表示的输出信号，表明：与在采样时的光信号实际值相比，该测量值存在着误差。

    图2A和2B示出具有一个在光检波器10之前插入的光调制器16的光学测量系统。在此情况下所述光调制器16、由（F）所示的输出信号输入到光检波器10，再由如先有技术中的采样系统14对光检波器10的输出信号进行采样。在从定时控制电路14的采样选通脉冲到来之前，所述光调制器16是断开的。刚好在定时控制电路14产生采样选通脉冲之前或同时，该定时控制电路14就将如由（E）所示的调制器选通脉冲加到光调制器16，以使所述光调制器导通而使光信号（A）的一部分（F）传送到光检波器10上。采样选通脉冲（c）对光检波器的输出信号（B）进行采样，以产生采样输出信号（D），于是采样输出信号（D）即相当于采样时的输入光信号（A）的实际值。

    对于许多采样来说，各采样之间的时间间隔，亦即光调制器的各次导通之间的时间间隔，是由使光检波器10的存储效应能衰减所需的时间而确定的。并且使光调制器的导通时间持续得越短越好，亦即使该导通时间只是采样系统12为获得该采样而需要的时间。因此，如果对所述光输入信号的最大值来说存储效应衰减时间是100毫微秒，那么，该光信号的采样速率可为10兆赫。

    因此，本发明通过在光检波器的输入端使用一个光调制器来缩减光检波器的存储时间效应，为改进高速光测量系统的性能提供了一种手段，该光调制器仅在采样期间是导通的。