[发明专利]一种时间透镜成像系统

说明书

一种时间透镜成像系统，所述成像系统包括输入段光纤、时间透镜和输出段光纤，泵浦光与信号光在高非线性介质中发生四波混频形成时间透镜效应时，泵浦光脉宽T_p小于等于阈值宽度T_p‑th，即T_p≤T_p‑th，窄的泵浦光脉冲经过充分色散展宽之后，在与信号光发生四波混频时能够提供一个平坦化的幅值，使信号光的波形得到很好的保持。本发明提出了一种完全消除偏差、高分辨的时间透镜成像系统。

技术领域

本发明涉及一种时间透镜成像系统。

背景技术

时间透镜是指能够对光信号产生二次时间相移的光器件。光电相位调制器可以形成时间透镜，但产生的二次相位比较小，只有几个π；交叉相位调制、和/差频也可形成时间透镜，但要求泵浦光的功率必须非常高。相比之下，利用四波混频(FWM)效应实现时间透镜，不需要很高的输入功率，而且能够获得较大的相位调制。此外，在FWM过程中，信号光和产生的闲置光波长非常接近，这在光通信领域内是非常有用的，因为发射和接受可以采用相同或相近的光电器件，大大节省了系统成本。因此，在光通信领域中的信号处理方面，首选利用FWM效应来实现时间透镜。电场幅度分别为E_s(t)和E_p(t)的信号光与泵浦光发生FWM作用，产生的闲置波电场幅度闲置光E_idler相对于输入的信号光E_s而言引入了二次相移，这是FWM效应产生时间透镜效果的基本原理。

由输入段光纤(二阶色散量为φ″₁＝β_2sL_s)、时间透镜(焦距色散为φ″_f＝-φ″_p/2＝-β_2pL_p/2)、输出段光纤(二阶色散量为φ″₂＝β_2iL_i)三部分形成一个时间透镜成像系统。前后两段光纤的色散量分别为φ″₁＝β_2sL_s，φ″₂＝β_2iL_i，时间透镜的焦距色散完全由泵浦光所历经的色散来决定，φ″_f＝-φ″_p/2＝-β_2pL_p/2，β_2s、β_2i分别为两段光纤的二阶色散系数，β_2p是泵浦光传输光纤的二阶色散系数；L_s、L_i分别为前后两段光纤的长度，L_p是泵浦光历经色散展宽的光纤的长度。当两段光纤的二阶色散量φ″₁、φ″₂与时间透镜的焦距色散φ″_f之间满足成像条件时，就可以实现对输入光信号的放大或压缩，其中放大倍数M＝φ″₂/φ″₁。

如何通过选择成像系统参数，有效提高成像的分辨率，是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服现有时间透镜成像系统精度不高的缺点，本发明提出了一种完全消除偏差、高分辨的时间透镜成像系统。

为了解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：

一种时间透镜成像系统，所述成像系统包括输入段光纤、时间透镜和输出段光纤，泵浦光与信号光在高非线性介质中发生四波混频形成时间透镜效应时，泵浦光脉宽T_p小于等于阈值宽度T_p-th，即T_p≤T_p-th，窄的泵浦光脉冲经过充分色散展宽之后，在与信号光发生四波混频时能够提供一个平坦化的幅值，使信号光的波形得到很好的保持。