[发明专利]基于光纤反射镜和LCFBG的波分复用真延时实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤反射镜和LCFBG的波分复用真延时实验装置及方法，首先，搭建基于光纤反射镜和LCFBG的波分复用真延时实验装置及方法的实验装置：搭建三组由波分复用器、光纤反射镜和线性啁啾光纤光栅组成的波分延迟线，将它们分别接入三个光环行器的2端口，通过分光器实现两级延时，最后接入系统其余延时单元；其次，同步调谐激光器的波长和可调谐线性啁啾光纤光栅，实现延时差的实时调谐。本发明可以实现信号指向角在正负角度上连续调谐，不受啁啾光纤光栅的啁啾系数和光栅长度限制，调谐范围大，精度高，装置简单。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于光纤反射镜和LCFBG的波分复用真延时实验装置及方法。

背景技术

光纤延迟线可以为高性能雷达系统提供无偏斜、宽瞬时带宽的实时延迟波束控制。其重量轻、体积小，不易受电磁辐射的干扰，电噪声极低的优点非常适合机载或星载应用。

光纤延迟线系统实现延迟时间的方法大致有两种，一种是基于波长不变，路径变化的光纤型延迟线，另一种是基于路径基本不变，波长变化的色散型延迟线。光纤型延迟线实现改变路径的方法主要是通过光开关选择光波在光纤中传播的具体路径或者通过使用棱镜控制光波在自由空间的传播路径。色散型延迟线主要使用的是具有色散能力的介质，如色散光纤、光子晶体光纤和光纤光栅等。相比使用光开关、棱镜或反射镜，以光纤光栅为核心的光纤延迟线体积更小、损耗更低，具有很高的理论研究和实践试验的价值。

Pham Q. Thai在《Simplified Optical Dual Beamformer EmployingMultichannel Chirped Fiber Grating and Tunable Optical Delay Lines》中提出一种基于离散线性啁啾光纤光栅的可调谐延时系统。通过对激光器的输出波长、可调谐延迟器件的调谐以及波分复用器的组合使用，输出两组四路等延时差的信号。该系统过度依赖于可调激光器的波长输出，调谐范围受限于啁啾光纤光栅的长度，同时引入多路误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光纤反射镜和LCFBG（线性啁啾光纤光栅）的波分复用真延时实验装置及方法，通过同步调谐激光器的输出波长和可调谐线性啁啾光纤光栅，实现对系统信号延时差的实时调谐，最终达到对信号指向角度的控制。本发明可以实现信号指向角在正负角度上连续调谐，不受啁啾光纤光栅的啁啾系数和光栅长度限制，调谐范围大，精度高，装置简单。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于光纤反射镜和LCFBG的波分复用真延时实验装置，包括可调谐激光器、固定波长激光器、第一波分复用器、第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、第五波分复用器、第六波分复用器、信号发生器、电光调制器、第一光环行器、第二光环行器、第三光环行器、三个光纤反射镜、第一线性啁啾光纤光栅、第二线性啁啾光纤光栅、第三线性啁啾光纤光栅、分光器、四个光电探测器。

可调谐激光器、固定波长激光器分别接第一波分复用器的两个波分通道，第一波分复用器的复用端和信号发生器分别接入电光调制器的两个信号输入端，电光调制器的输出端接第一光环行器的1端口，第一光环行器的2端口接第二波分复用器的复用端口，第二波分复用器的两个波分端口分别接一个光纤反射镜和第一线性啁啾光纤光栅，第一光环行器的3端口接分光器的输入端，分光器的两个输出端口分别接第二光环形器、第三光环形器的1端口，第二光环形器的2端口接第三波分复用器的复用端口，第三波分复用器的两个波分端口分别接第二个光纤反射镜和第二线性啁啾光纤光栅，第二光环形器的3端口接第五波分复用器的复用端口，第五波分复用器的两个波分端口分别接两个光电探测器；第三光环形器的2端口接第四波分复用器的复用端口，第四波分复用器的两个波分端口分别接第三线性啁啾光纤光栅和第三个光纤反射镜，第三光环形器的3端口接第六波分复用器的复用端口，第六波分复用器的两个波分端口分别接两个光电探测器。

所述分光器采用1×2 分光器。