[发明专利]一种模式复用的可重构光延时线系统

说明书

本发明公开了一种模式复用的可重构光延时线系统，属于光子通信系统中的集成光电子器件领域。系统包括：光模式复用器、光延时器、光模式解复用器，光延时器包括多个光延时单元，每个光延时单元由多个可以控制不同开通状态的光模式开关和一段光延时线构成。本延时线系统可以实现多光束的独立延时控制，大大缩小器件的面积，应用于光学相控阵等需要进行多路光延时领域。

技术领域

本发明属于光子通信系统中的集成光电子器件领域，更具体地，涉及一种模式复用的可重构光延时线系统。

背景技术

光延时线是光通信领域的重要光学器件，常用于数据同步，数据缓存等应用中，在微波光子领域，可以用于高速信号处理的雷达系统，并且还是构成微波光子滤波器的重要器件之一。

在实际应用中各种不同的场合要求不同的延时量的光延时线，因此延时量可调的光延时线可以更好地适用于各种场合，并且在智能光网络中可调延时线具有很大的应用前景。

近年来随着光学器件也在向小型化和集成化的方向发展，片上可重构光延时器件也已经出现了。现有技术的可调延时线如基于马赫曾德干涉仪的可重构延时线均只能对单路光信号进行延迟，且尺寸较大。而在某些需要对多路光束进行延迟的应用场合如多抽头微波光子滤波器、光学相控阵等，则需要多个可重构延时线，将会占据较大的面积，大大提高了器件的成本。以对比文件CN201611058800中的测试系统为例，该系统需要在前面搭一个延时系统来让少模光纤中的各个模式产生一个固定的延时差，需要用到N根可重构延时线对来对各路光信号的延时量进行调节，若在片上实现则每根可重构延时线均需要占据大量的面积。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种模式复用的可重构光延时线系统，适用于需要多路可重构光延时线的场合，相比现有技术，可灵活配置延时量特性，延时线的利用效率提高数倍，多路光束的延迟可在同一个延时器件中进行处理，减少了延时波导部分所占去的尺寸，缩小了整个器件的尺寸与成本。

为了实现本发明的技术目的，本发明采用如下的技术方案：

一种模式复用的可重构光延时线系统，包括依次连接的光模式复用器、光延时器和光模式解复用器，

所述光模式复用器，用于将输入的m路光束从基模转换为彼此不同的高阶模式并合成一束光输入至光延时器；

所述光延时器包括通过多模波导依次连接的N个光延时单元，光延时单元包括一段多模波导延时线和m个光模式开关，通过控制开关状态控制特定模式的光束从多模波导延时线经过或者旁路通过，从延时线波导经过时的光束被作延时处理，从旁路通过的光束不被作延时处理；

所述光模式解复用器，用于将光延时器输出光束中的模式分离并从高阶模式转换成基模输出。

进一步的，所述光模式开关具有两种工作状态：旁通状态和直通状态；所述直通状态下，进入的所有模式的光束进入下一光模式开关或多模波导延时线；旁通状态下，某一特定模式的光束旁路输出，其他模式的光束进入下一光模式开关或多模波导延时线。

进一步的，所述延时线单元中的多模波导延时线长度为等比数列关系。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明利用模式复用器，模式解复用器和模式开关，实现可重构延时线的模式复用，在保持可重构延时线，可灵活配置延时量特性的同时，引入模式复用，延时线的利用效率提高了近N倍(取决于复用的模式数)，大大降低了系统的尺寸。

附图说明

图1是本发明实施里提供的一种模式复用的可重构光延时线系统示意图。

图2是本发明实施中光模式开关工作状态示意图。

图3是本发明实施中提供的光延时单元原理示意图。