[发明专利]基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置及产生方法

权利要求书

1.一种基于光纤Bragg光栅阵列的全光任意波形产生装置，其特征在于该装置由相干光源和控制部分构成，相干光源与控制部分直接相连，利用相干光源作为输入光源，利用控制部分对相干光源的波长、幅度及相位进行控制，由控制部分的输出端输出全光任意波形。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的相干光源是指具有不同波长成分的相干光源。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的相干光源由以下方式之一获得：

方式一：利用光纤中的四波混频产生梳状谱的相干光源；

方式二：利用电光调制器对单波长光源进行调制产生梳状谱线的相干光源；

方式三：利用梳状滤波器对超连续谱光源滤波获得梳状谱线的相干光源。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的控制部分由环形器和光纤Bragg光栅阵列构成，环形器的第二端口与光纤Bragg光栅阵列相连；光纤Bragg光栅阵列由一组反射波长不同的光纤Bragg光栅串接而成，相邻两光栅之间各串接一个偏振控制器(PC)和一个光纤拉伸器(FS)，相干光源由环形器的第一端口进入控制部分，产生的全光任意波形由环形器第三端口输出；所述的控制部分对输入相干光源的波长、幅度、相位进行控制；相干光源波长的控制由光纤Bragg光栅中心波长选择性反射来实现，幅度的控制由光纤Bragg光栅的反射率来实现，相位的控制由光栅之间的光纤拉伸器来控制；所述的偏振控制器的作用是控制不同波长光波的偏振状态。

5.一种基于权利要求1所述装置的全光任意波形的产生方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

第1、首先将相干光源由权利要求1所述装置中控制部分的输入端输入；

第2、调节所述控制部分中的光纤Bragg光栅阵列的反射波长，使光纤Bragg光栅阵列中各光纤Bragg光栅的中心波长等间距，从相干光源中选择出波长间距相等的谱线，调整光纤Bragg光栅阵列的反射率对所选择出的谱线幅度进行控制，将谱线的幅度调整到与输出波形相应波长的幅度成正比；调节光纤拉伸器改变光通过光纤拉伸器的光程，将所选择出谱线之间的相位差调节至与输出波形相应谱线之间的相位差相同；

第3、第2步中所述的波长、幅度、相位差的取值由输出波形形状决定，它们与输出波形满足傅里叶变换；通过调节以上所述的波长、幅度、相位差，在控制部分的输出端获得全光任意波形。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于第1步中所述的相干光源可以是谱线等间距的梳状相干光源，也可以是谱线连续的超连续谱相干光源；相干光源中不同波长的幅度可以相等，也可以不相等；相干光源不同波长的相位可以相等，也可以不等。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于第2步中所述的光纤Bragg光栅阵列中每个光纤Bragg光栅具有不同的中心波长。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于第2步中对相干光源波长的选择可以有两种方法：

方法一：相干光源为等间距的梳状谱光源时，通过调节Bragg光栅阵列的反射波长，使得Bragg光栅阵列的中心波长与相干光源的波长相等，获得波长间隔相等的相干谱线；

方法二：相干光源为超连续谱相干光源时，通过调节Bragg光栅阵列的反射波长，使各Bragg光栅的中心波长等间隔，从频带范围很宽的的超连续谱光源中获得的波长间隔相等的相干谱线。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于第2步中对相干光源幅度的控制由初始相干光源的幅度与光纤Bragg光栅阵列的反射率共同决定，每个Bragg光栅具有不同的反射率，导致与其中心波长对应的光波反射幅度不同。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于第2步中对相干光源相位的控制由初始相干光源的相位与光纤拉伸器的相位延迟共同决定；与光纤拉伸器相邻的两个Bragg光栅对应的中心波长分别为λ₁和λ₂，光纤拉伸器调节的是波长为λ₁和λ₂的光波的相对相位关系。