[发明专利]一种电控相移方法

摘要

本发明涉及一种电控相移系统及方法，包括光谱产生模块、光谱监测模块、Sagnac光路、光信号调制器和射频信号发生器，所述Sagnac光路设有光信号输入端口、干涉光信号端口、光信号端口一和光信号端口二，所述Sagnac光路的光信号输入端口连接所述光谱产生模块，所述Sagnac光路的干涉光信号端口连接所述光谱监测模块，所述Sagnac光路的光信号端口一与所述Sagnac光路的光信号端口二之间串联所述光信号调制器，所述射频信号发生器与所述光信号调制器连接。本发明通过所述射频信号发生器输出频率的微小改变，在不改变所述Sagnac光路的干涉光信号端口输出的干涉信号光谱形状的情况下，改变其初始相位，因而可以实现快速、无机械运动、无偏振态变化的电可控光谱相移。

主权项

一种电控相移方法，其特征在于，该方法基于一种电控相移系统，所述电控相移系统包括光谱产生模块(1)、光谱监测模块(2)、Sagnac光路(3)、光信号调制器(4)和射频信号发生器(5)；所述光谱产生模块(1)，用于产生光信号且将该光信号传输至所述Sagnac光路(3)；所述光谱监测模块(2)，用于监测所述Sagnac光路(3)中两路光信号发生干涉的频谱；所述Sagnac光路(3)，用于将所述光谱产生模块(1)产生的光信号分解成两路光信号，并使两路光信号发生干涉，所述Sagnac光路(3)设有光信号输入端口、干涉光信号端口、光信号端口一和光信号端口二，所述Sagnac光路(3)的光信号输入端口连接所述光谱产生模块(1)，所述Sagnac光路(3)的干涉光信号端口连接所述光谱监测模块(2)，所述Sagnac光路(3)的光信号端口一与所述Sagnac光路(3)的光信号端口二之间串联所述光信号调制器(4)；所述光信号调制器(4)与所述射频信号发生器(5)连接，所述光信号调制器(4)，用于对产生干涉的两路光信号进行调制；所述射频信号发生器(5)，用于产生调制信号；其中，所述Sagnac光路(3)包括光纤耦合器(31)和相位差产生模块(32)，所述光纤耦合器(31)的端口一(31_1)为所述Sagnac光路(3)的光信号输入端口；所述光纤耦合器(31)的端口二(31_2)为所述Sagnac光路(3)的干涉光信号端口；所述光纤耦合器(31)的端口三(31_3)串联所述相位差产生模块(32)后的端口为所述Sagnac光路(3)的光信号端口一；所述光纤耦合器(31)的端口四(31_4)为所述Sagnac光路(3)的光信号端口二；所述方法的实现过程如下:光谱产生模块(1)产出一路光信号Ein(t)经光纤耦合器(31)的端口一(31_1)进入Sagnac光路(3)；所述光信号Ein(t)经所述光纤耦合器(31)后被分解成两路光信号Eout3和Eout4，所述光信号Eout3从所述光纤耦合器(31)的端口三(31_3)输出，所述光信号Eout4从所述光纤耦合器(31)的端口四(31_4)输出，一路所述光信号Eout3经过相位差产生模块(32)和光信号强度调制器(4)后进入光纤耦合器(31)的端口四(31_4)，另一路所述光信号Eout4经过光信号强度调制器(4)和相位差产生模块(32)后进入光纤耦合器(31)的端口三(31_3)；两路光信号Eout3和Eout4在光纤耦合器(31)中发生干涉，干涉信号通过光纤耦合器(31)的端口二(31_2)进入光谱监测模块(2)；所述相位差产生模块(32)的光传播常数为β(ω)，在ω＝ω0处，对β(ω)展开为：β(ω)=β0+β1(ω-ω0)+12β2(ω-ω0)2+16β3(ω-ω0)3+...]]>其中，以上公式中τg为群延时，D为群延时色散，S为频谱能量；当群延时色散一定时，并且ωRF＜10GHz，则干涉光谱的相位表达式与射频信号发生器(5)产生的射频信号ωRF之间的表达式为：φs(ωRF)=(β3ωRF2·(ω-ω0)2+(ωRF2β32+β2ωRF)·(ω-ω0))L+β1ωRFL]]>其中，L为相位差产生模块(32)的光学长度；从公式中可以看出，前半部分反映干涉条纹的形状，而代表条纹的初始相位；当ωRF做非常小的变化时，由于L的存在，则的变化比较剧烈，当ΔωRF≤ωRF时，色散条纹的形状不发生改变，相位的改变量为：从而对ωRF做微小的频移，可以改变干涉条纹的相位，即通过对所述射频信号发生器(5)输出频率的微小改变来改变所述Sagnac光路(3)的用作干涉光信号端口的端口二(31_2)输出的干涉信号的初始相位，实现光谱相移。