[发明专利]一种基于双向可扩展多阶级联光谱压缩结构的高精度全光量化装置及方法

权利要求书

1.一种基于双向可扩展多阶级联光谱压缩结构的高精度全光量化装置，包括第一光环行器(1)、第一高非线性光纤(2)和双向三级光谱压缩模块；

所述双向三级光谱压缩模块包括第一级光谱压缩结构、第二级光谱压缩结构和第三级光谱压缩结构；所述第一级光谱压缩结构包括第一单模光纤(3)和第二高非线性光纤(4)；所述第二级光谱压缩模块包括第二光环行器(5)、掺铒光纤放大器(6)以及第二单模光纤(7)和第二高非线性光纤(4)；所述第三级光谱压缩模块包括第一单模光纤(3)和第一高非线性光纤(2)；所述三级光谱压缩模块的双向特性是通过反射环路实现；

所述第一光环行 器(1)的a端口作为光量化装置的输入端口；第一光环行器(1)的b端口依次接第一高非线性光纤(2)、第一单模光纤(3)、第二高非线性光纤(4)、光环行器(5)的e端口；第二光环行器(5)的f、d端口通过掺铒光纤放大器(6)和第二单模光纤(7)连接构成反射环路；第一光环行器(1)的c端口作为光量化装置的输出端口。

2.一种基于双向可扩展多阶级联光谱压缩结构的高精度全光量化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(i)输入光脉冲从光环行 器(1)的a端口输入，由b端口输出，正向进入第一高非线性光纤(2)，通过孤子自频移效应使得光脉冲的光谱发生红移，完成“强度→波长”映射；

(ii)自频移后的光脉冲利用反射环路，重复利用单模光纤中反常群速度色散效应和高非线性光纤中自相位调制效应共同作用，实现高效的三级光谱压缩目的，从而提高光量化系统的量化精度。

3.根据权利要求2所述的一种基于双向可扩展多阶级联光谱压缩结构的高精度全光量化方法，其特征在于，所属步骤(ii)的三级光谱压缩方法为：通过步骤(i)得到的自频移后的光脉冲正向通过第一单模光纤(3)，由反常群速度色散效应引入负啁啾，然后正向经过第二高非线性光纤(4)，由自相位调制效应引入正啁啾，两啁啾相互补偿抵消，实现第一级光谱压缩；第一级光谱压缩后的光脉冲通过一个由第二光环行器(5)、掺铒光纤放大器(6)和第二单模光纤(7)组成的环路实现反射，同时引入负啁啾，啁啾光脉冲反向经过第二高非线性光纤(4)，通过自相位调制效应引入正啁啾进行啁啾补偿，实现第二级光谱压缩；第二级光谱压缩后的光脉冲依次反向通过第一单模光纤(3)和第一高非线性光纤(2)，通过正负啁啾补偿抵消，实现第三级光谱压缩。

4.根据权利要求2所述的一种基于双向可扩展多阶级联光谱压缩结构的高精度全光量化方法，其特征在于，利用双向级联结构只用两段单模光纤和两段高非线性光纤，即可实现三级光谱压缩效果。

5.根据权利要求2所述的一种基于双向可扩展多阶级联光谱压缩结构的高精度全光量化方法，其特征在于，通过在第二高非线性光纤(4)和第二光环行器(5)之间进一步串接更多阶的“单模光纤+高非线性光纤”，可以实现五级、七级乃至更高级的光谱压缩。