[发明专利]可编程光脉冲延时器及电脉冲延时器

说明书

技术领域

本发明涉及光延时技术领域，更具体地，本发明涉及一种可编程光脉冲延时器及电脉冲延时器。

背景技术

在光通信以及光信号处理领域，经常需要对光脉冲信号进行延时。例如，对于干涉仪往往需要两路光脉冲的时间差在其相干时间以内，但实际上，很难保持两光路的光程完全相等。此时，可以使用光延时器，对其中一个光脉冲进行延时，通过调节延时使两个光脉冲在干涉时处在相干时间和相干长度以内，从而实现稳定的干涉。在光包交换网的交换系统和接入系统中，经常出现包的竞争问题，比较常用的解决办法是把相互竞争包的其中一个延时一段时间，待另一个包交换完成后，再处理这个包。在光时分复用系统中，通过光延时可以提取光交换所需要的时钟信号。在波分复用、特别是密集波分复用系统中，大容量的可调光延时器可以实现光缓冲区，以减少分组丢失，大大提高通信系统的性能。在光纤码分多址技术中，通过可调光延时器可以实现高速的编码/解码器。

目前，国内外均比较重视光延时器的研究，已有的技术方案包括如下几种：光延时线加开关方案，调节空间距离方案和基于波长变换的干涉环。

光延时线加开关方案：这种方案仅是简单地将不同长度的光纤并联或者串联在一起，使用开关控制光脉冲走过的光纤路经，来达到不同长度的延时。这种方案中，并联或串联的光纤长度一经确定，延时便确定，不能根据需要任意调节，因此扩展性差。而且，如果需要得到更为精确和延时范围更广的延时，需要使用多级光纤和多个光开关，导致整个系统庞大复杂，实用性差。

调节空间距离方案：这种方案一般将光信号送入自由空间的两个反射镜之间，使光信号从另一端射出。通过调节反射镜的距离，可以实现不同的延时。但是，这种方案需要十分精密的机械结构，造价高，体积大，延时范围短，若要几微秒的延时就需要几公里的光路，在室内很不现实。在光纤系统中有如美国General Photonics公司的手动和电控光纤延时线VariDelay，但其延时时间分别只有330ps和660ps。

基于波长变换的干涉环：通过波长变换将光脉冲变为另外一个波长，送入一个环路，如果需要输出时，使用解复用器和波长变换器使其波长再次改变，从延时器中输出，延时的长短取决于光信号在光纤环中的循环的次数。这种方案发明结构复杂，而且光信号循环的次数受到波长变换器数量的限制，可以延时的时间不长。另外，波长变换会对原光脉冲产生影响，输出光脉冲已不再是原来的光脉冲了。而在实际应用中，有时需要使用原光脉冲进行后续的操作。

另外，中国专利申请号200310109273的“十进制可编程光延时装置”提供了一种可编程的光延时装置，该发明涉及一种十进制可编程光延时装置。如图1所示，该光延时装置包含多级延时器模块，每级延时器模块外接不同长度的光纤延时线，多个结构相同的延时器模块以上级延时器模块光信号输出端口连接下级延时器模块光信号输入端口的方式进行串联，最上一级的延时器模块的光输入端口构成装置的光输入端口，最下一级的延时器模块的光输出端口构成装置的光输出端口。图2示出该装置中的单个延时模块的内部结构，如图2所示，单个延时模块内部结构非常复杂，控制时序精度需求高，从而导致图1的装置结构十分复杂，不便于集成，实用性差，而且输出的光脉冲经过多次波长变换已不再是原来性质的光脉冲。

发明内容

为克服现有光延时器结构复杂、集成度和实用性差的缺陷，本发明提出一种可编程光脉冲延时器及电脉冲延时器。

根据本发明的一个方面，提出了一种光纤可编程光脉冲延时器，包括：2×1耦合器、光纤环行器、2×2耦合器和相位调制器；

其中，所述2×1耦合器的第一端口用于接收输入的光脉冲，所述2×1耦合器的第三端口与所述光纤环行器的第一端口连接；所述2×1耦合器的第二端口与所述2×2耦合器的第二端口连接；所述光纤环行器的第二端口与所述2×2耦合器的第一端口连接；所述2×2耦合器的第三端口和第四端口分别与所述相位调制器的第二端口和第一端口连接；所述光纤环行器的第三端口用于输出延时的光脉冲；

所述相位调制器用于加调制电压，以改变所通过光脉冲的相位。

其中，所述2×1耦合器的第一端口和第二端口接收光脉冲，从所述2×1耦合器的第三端口输出。

其中，所述2×2耦合器的分光比为50/50。

其中，所述光脉冲从所述相位调制器的第一端口传输到所述2×2耦合器的第四端口的距离与从所述相位调制器的第二端口传输到所述2×2耦合器的第三端口的距离不相等。

其中，所述光纤环行器的第一端口接收光脉冲，从所述光纤环行器的第二端口输出。