南京南瑞继保电气有限公司, 江苏 南京 211102
为研究光学器件对全光纤电流互感器温度稳定性的影响, 分析了起偏器、直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串扰对全光纤电流互感器的精度的影响。对每种光学器件, 在其环境温度变化范围为-40～+70 ℃时, 测试了起偏器输出光消光比变化, 以及直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串音变化情况; 也测试了对应的全光纤电流互感器的精度变化情况。测试结果表明, 直波导相位调制器、延时光纤线因环境温度变化引起的偏振串扰会引起全光纤电流互感器的精度变化, 其中直波导相位调制器是决定全光纤电流互感器的温度稳定性的关键器件。
全光纤电流互感器 温度稳定性 偏振串扰 相位调制器 起偏器 延时光纤线 fiber optic current transformer temperature stability polarization crosstalk phase modulator polarizer PM fiber delay line
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Space Laser Engineering, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
We demonstrate an ultrastable miniaturized transportable laser system at 1550 nm by locking it to an optical fiber delay line (FDL). To achieve optimized long-term frequency stability, the FDL was placed into a vacuum chamber with a five-layer thermal shield, and a delicate two-stage active temperature stabilization, an optical power stabilization, and an RF power stabilization were applied in the system. A fractional frequency stability of better than at 1 s averaging time and at 1000 s averaging time was achieved, which is the best long-term frequency stability of an all-fiber-based ultrastable laser observed to date.
fiber delay line frequency stability ultrastable laser Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031404
西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
在使用光纤光栅实现皮秒级别时延的基础上, 提出一种光纤光栅与单模光纤相结合的微秒级别级联结构, 该结构可以实现中心波长1 550~1 553 nm范围内, 间距为1 nm的窄波长反射型时延线, 共1, 1.5, 2和2.5 μs四种不同的时延。 将单波长反射的啁啾布拉格光纤光栅与103 m单模光纤连接构成延迟单元, 再利用光环形器将4个延迟单元级联并使用内半径为3 cm的光纤绕线盘, 将四种延时单元的传输光纤进行整合。 借助光纤光栅的反射镜作用, 控制不同波长光信号通过不同的传输距离, 从而达到时延目的。 本文通过对啁啾布拉格光纤光栅的反射谱进行仿真分析, 发现相邻反射谱的旁瓣会出现交叠现象, 因此使用六个切趾函数对旁瓣滤除。 结果显示: 不同切趾函数的滤除效果也不同, 能够完全滤除旁瓣并且对反射谱包络影响最小的是柯西切趾函数, 经柯西切趾后能使不同波长光信号在对应中心波长1 nm范围内反射率达到1, 而其他位置均为0。 由于使用光纤绕线盘整合延迟单元传输光纤会产生一定损耗, 因此对弯曲损耗进行仿真分析, 结果表明: 弯曲半径相同时, 损耗与工作波长成正比; 工作波长相同时, 弯曲损耗与弯曲半径成反比。 当弯曲半径大于2.9 cm时, 弯曲损耗曲线变化平缓并趋于0, 因此当光纤绕线盘内半径为3 cm时保证了在减小延迟模块体积的同时又不会有过大的损耗。 通过TDS784D型示波器对频率为2 000 Hz的信号经不同传输距离后的波形进行测试, 结果显示经3 m和5 km传输线后信号的各项参数基本保持不变, 经过长距离传输后, 依然能保持原信号特性, 因此使用103 m传输线可达到延迟目的。 使用W-GGL型光功率计对不同频率下的输出功率进行测量, 与直光纤的输出功率相比, 当弯曲半径为2~3 cm时偏差较大, 等于3 cm时偏差为0.18 dBm, 大于3 cm时则无限趋近, 因此设置绕线盘内半径为3 cm符合光纤延迟线的损耗范围。
光纤延迟线 光纤光栅级联结构 反射谱 切趾函数 弯曲损耗 Fiber delay line Fiber grating cascade structure Reflection spectrum Apodization function Bending loss 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2241
针对宽温宽带大动态高精度光延时调控的需求, 结合数控级联和空间光连续可调延时技术, 设计了一种大动态高精度延时稳定可调的9bit光纤延时线, 并采用磁光开关和稳相光纤搭建了工程样机。试验结果表明, 样机在60℃宽温范围内实现了工作频率1~18GHz, 以5ns为步进, 延时范围达2555ns, 延时精度优于±5.8ps的任意可调; 同时, 针对某一延时点实现了动态范围为600ps、精度优于1ps的延时连续可调。
光纤延时线 稳相光纤 宽温度范围 高精度 精度可调 optical fiber delay line phase stable fiber wide-temperature range high-precision adjustable precision
中国科学院 半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
针对高分辨率雷达回波信号仿真对带宽、线性度和延时性能的要求, 设计了X波段雷达测试与校准应用的小型化微波光纤延迟线。分析了雷达回波模拟源对距离延迟单元的性能要求, 根据系统指标, 研制了用于宽带雷达信号线性电光转换的关键器件—直接调制分布反馈(DFB)激光器。基于光纤反射镜, 设计与实现了一种小型化的反射式延迟线结构。最后, 利用矢量网络分析仪对系统的微波传输性能进行了测试分析。结果表明: 直接调制DFB激光器的-3dB模拟调制带宽高达21 GHz。基于该激光器的微波光纤延迟线, 针对X波段雷达测试应用可提供40、80、120 μs不同延时的目标回波模拟, 其带内幅度平坦度小于±0.5 dB, 相位非线性小于10°, 同时线性动态范围大于60 dB, 满足雷达回波仿真与校准过程对于信号附加幅频误差和相频误差的要求。
雷达回波仿真 光纤延迟线 分布反馈激光器 宽带 延时 线性度 radar echo simulation fiber delay line Distribution Feedback(DFB) laser wideband time delay linearity
提出了一种基于反馈控制环路提高光电振荡器长期稳定性的方法.该方法用现场可编程门阵列和分频电路测量光电振荡器的信号频率,用光纤延迟线调节光电振荡器环路长度.对测量光电振荡器频率的分频方法的精确度进行了理论分析.基于单环结构的实验证明这种方法在有效提高光电振荡器的长期稳定性的同时不会降低系统的相位噪声性能,带有反馈控制环路的光电振荡器7小时的频率稳定性可以达到0.8 ppm.
光电振荡器 现场可编程门阵列 光纤延迟线 长期稳定性 分频电路 Optoelectronic oscillator Field programmable gate array Fiber delay line Long-term stability Frequency dividing circuit 光子学报
2015, 44(10): 1023003
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
为了解决光纤延迟线研制中高延迟精度和低插入损耗相互矛盾的问题,提高延迟线制作的工程可行性,提出了由基于光纤组合透镜准直器,角锥棱镜反射镜的光学结构和滚珠丝杠等机械结构组成的延迟线系统模型。介绍了光纤延迟线的构成和基本原理;根据项目研制的具体要求,重点设计了波长在1 550 nm的关键器件——光纤准直器和角锥棱镜;然后,进行了光学辅助机械结构的设计和组装;最后,采用光纤激光器完成了光学校准和数据测试。实验结果表明：该延迟线在延迟距离为1~9.6 cm时,耦合效率均在80.6%以上,并且时延的重复性很好,精度较高,可以满足雷达、通讯、电子对抗等各种不同电子系统的需求。
光纤延迟线 角锥棱镜 延迟精度 插入损耗 optical fiber delay line cube-corner prism delay precision insertion loss 光学 精密工程
2014, 22(10): 2622
中国电子科技集团公司第三十四研究所， 广西 桂林 541004
提出一种具有实用价值的步进延迟可调的多抽头宽带光纤延迟线。首先简要介绍了光纤延迟线的优点、工作原理和基本结构，分析了光纤延迟线的增益、带宽、动态范围和失真指标，着重分析了多抽头宽带光纤延迟线的光纤分配网络的设计和实现。最后对设计的多抽头宽带光纤延迟线进行了测试，给出了测试方法和测试结果，并将它同国际、国内其他同类产品做了对比，描述了它的应用前景和应用领域。
宽带光纤延迟线 光纤 激光器 多抽头 wideband optical fiber delay line optical fiber laser multi-tap
使用光纤延时线（FDL）来解决光分组交换中的竞争问题，研究系统丢包率、时延与输入端口数、输出端口数、FDL数之间的关系，并比较输入端口优先、FDL优先、输入端口和FDL优先级的三种光分组调度策略。结果表明：适当减少端口数，增大FDL数目可以使丢包率趋近于零；而适当增大端口数，减小FDL数目又可以使时延减小。因此，在使用FDL解决竞争冲突时，端口数和FDL数目的选择很重要，它们之间的关系大小直接影响到丢包率和时延的大小。
光分组交换 竞争解决 光纤延迟线 optical packet switching contention resolution fiber delay line
北京交通大学光信息科学与技术研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室， 北京 100044
概括了本课题组在近十年中进行的光纤延迟线型全光缓存器的研究工作，介绍了基本的基于3×3平行排列耦合器的基本缓存单元双环耦合全光缓存器(DLOB)，并以此为基础，构建出缓存时间为1~9999 T(时间单位)的大动态范围、多波长等全光缓存器，速率都在2.5 Gb/s以上，并研制出基于偏振的全光缓存器。对这些缓存器的原理、关键技术以及实验结果进行了介绍。最后，对于这一类光纤缓存器的优点及未来发展方向进行了讨论。
全光缓存器 光纤型全光缓存器 延迟线型光缓存器 大动态范围光缓存器 多波长光缓存器 偏振缓存器
