光束调控装置、光束调控装置的设置方法及光束调控方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光束调控装置、光束调控装置的设置方法及光束调控方法，装置包括：光源、多段光纤、若干光纤控制器、直接/相干光电探测器；本发明专利技术通过简单易于实现的光纤控制器，实现对光纤控制器调控多段光纤的曲率及其他几何参数，以改变多段光纤的传输矩阵，进而改变光信号在多模光纤中的空域、时域和频域特性。

The method of setting and adjusting the light beam

【技术实现步骤摘要】
光束调控装置、光束调控装置的设置方法及光束调控方法
本专利技术涉及光学调控，尤其是涉及一种光束调控装置、光束调控装置的设置方法及光束调控方法。
技术介绍
目前，由于多模光纤是通过拉制熔融的二氧化硅预制件制造的，通过它们传播的光束与理想结构的光纤之间存在固有不可检测的随机偏差，故光束在理想多模光纤中的理论模型经常被认为不足以描述实际中的多模光纤。普遍认为随机偏差是不可预测的，且其影响随着光纤长度的增加而增长。尽管如此，光束在多模光纤中的传输仍然具有确定性。近年来，多模光纤成为旨在增强光通信和内窥镜成像系统容量的众多热点研究之一。理想情况下，人们希望通过光纤的横模以实现多个通道同时通信。然而，不同传输模式之间的干扰和光纤的导模之间的耦合误差导致传输信道之间的干扰。如在光纤的近端进行光波前整形，以在远端获得所需的输出光场，可实现模态色散的补偿、远端光束汇聚、图像传输以及模式集正交化等。在基于波前整形的系统中，对于光波前的调控发生在自由空间，一般使用空间光调制器、数字微镜器件或非线性晶体来控制入射波前。将成形的波前耦合到光纤中与光纤导模以进行叠加。对于光纤的固定传输矩阵，此叠加确定了光纤输出端的光场。因此，在支持N个导模的光纤中，波前成形最多可提供N个复杂的控制度。然而，上述方法令主要受到两个方面的限制，(i)对计算能力的高要求，使系统实现耗时变长；(ii)缺乏弯曲灵活性。光纤的任何弯曲或成环都会导致其变换矩阵的变化，从而严重损害成像质量。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种光束调控装置，能够通过光纤控制器控制多模光纤的曲率及其他几何参量，以改变多模光纤的传输矩阵，进而改变光信号在多模光纤中的光场分布及光信号在光纤系统中的空域、时域、频域特性。第一方面，本专利技术的一个实施例提供了一种光束调控装置，包括：光源、多段光纤、若干光纤控制器、直接/相干光电探测器；所述光源用于提供光信号；若所述光束调控装置输入端器件的尾纤为单模光纤，所述输入端器件的尾纤的单模光纤与所述多段光纤耦合连接；若所述光束调控装置输入端的器件的尾纤为多模光纤，所述多模光纤与所述多段光纤耦合连接；所述多段光纤由多段不同规格光纤串联或并联组成，包括：多模光纤和/或少模光纤和/或大模场光纤和/或单模光纤；所述直接/相干光电探测器用于接收并探测所述光信号；所述光纤控制器用于对所述多段光纤进行拉伸、挤压、弯曲、扭曲控制。本专利技术实施例的一种光束调控装置至少具有如下有益效果：通过简单易于实现的光纤控制器，实现对光纤控制器调控多段光纤的曲率及其他几何参数，以改变多段光纤的传输矩阵，进而改变光信号在多模光纤中的空域、时域和频域特性。根据本专利技术的另一些实施例的光束调控装置，所述光纤控制器包括单模光纤偏振控制器；所述单模光纤偏振控制器可作用于缠绕扭曲型机械结构，包括3环型猫耳式单模光纤偏振控制器和电控型单模光纤偏振控制器。根据本专利技术的另一些实施例的光束调控装置，每一个所述光纤控制器包括若干调节位点，通过所述若干调节位点以对所述多段光纤进行多点调节。根据本专利技术的另一些实施例的光束调控装置，还包括：光学子系统，用于对所述光信号进行调控，所述调控包括：汇聚调控、发散调控、准直调控、扩束调控，以上一种或多种。根据本专利技术的另一些实施例的光束调控装置，还包括：信号调制器，用于对所述光信号进行强度调制/或相位调制。根据本专利技术的另一些实施例的光束调控装置，还包括：反馈单元，用于对所述直接/相干光电探测器输出信号的参量进行探测，所述参量包括：光信号功率和/或光信号相位和/或光信号延迟量和/或高阶色散量。第二方面，本专利技术的一个实施例提供了一种光束调控装置的设置方法，包括：光源提供光信号；将待调控的输入器件的尾纤与多段光纤耦合连接，若所述光束调控装置输入端器件的尾纤为单模光纤，所述输入端器件的尾纤的单模光纤与所述多段光纤耦合连接；若所述光束调控装置输入端的器件的尾纤为多模光纤，所述多模光纤与所述多段光纤耦合连接；所述多段光纤由多段不同规格光纤串联或并联组成，包括：多模光纤和/或少模光纤和/或大模场光纤和/或单模光纤；设置若干光纤控制器，所述若干光纤控制器对所述多段光纤进行拉伸、挤压、弯曲、扭曲调控，使得所述多段光纤传输的光信号的时域、频域和空域参量受到调控；设置直接/相干光电探测器，用于探测光信号并转换为电信号。第三方面，本专利技术的一个实施例提供了一种光束调控方法，通过所述的光束调控装置对所述光束进行空域调控，以控制所述光束的光信号光场分布和传播方向，所述光束应用于视距光束偏转发射机或光束偏发射机接收机或非视距散射汇聚光通信系统。通过所述的光束调控方法，可以获得如下有益效果：通过所述光纤控制器对所述多段光纤进行控制，调控所述光信号的光场分布及传播方向，实现对光束的空域调控。第四方面，本专利技术的一个实施例提供了一种光束调控方法，通过所述的光束调控装置对所述光束进行时域调控，以控制所述光束的光电场强度所承载信号的延时及高阶延时量，或光包络信号延时及高阶延时量，应用于调谐的光延迟线或光电振荡器。通过所述的光束调控方法，可以获得如下有益效果：通过所述光纤控制器对所述多段光纤进行控制，调控所述光电场强度所承载信号的延时及高阶延时量，或光包络信号延时及高阶延时量，实现对光束的时域特性调控。第五方面，本专利技术的一个实施例提供了一种光束调控方法，通过所述的光束调控装置对所述光束进行频域调控，以控制所述光束的光电场强度所承载信号频率特性或光包络信号的频率特性，进而实现对所述光束的传输链路频率响应特性调控，应用于多模光纤带宽扩展器或微波光子滤波器或光学滤波器。通过所述的光束调控方法，可以获得如下有益效果：通过将多个所述光纤控制器对一段传输链路中多处所述多段光纤进行控制，调控光电场强度所承载信号频率特性或光包络信号的频率特性，实现对传输链路频率响应特性调控。附图说明图1是本专利技术实施例中一种光束调控装置的框架示意图；图2是本专利技术实施例中一种光束调控装置结构示意图及其与光纤作用关系示意图；图3是本专利技术实施例中一种光束调控装置的输出光场分布示意图；图4是本专利技术实施例中一种光束调控装置的视距无线光通信发射端空域光场调控结构示意图；图5是本专利技术实施例中一种光束调控装置的视距无线光通信接收端光场调控结构示意图；图6是本专利技术实施例中一种光束调控装置的非视距光无线通信系统应用示意图；图7是本专利技术实施例中一种光束调控装置的时域系统应用示意图；图8是本专利技术实施例中一种光束调控装置的频域系统应用示意图。图9A-9C是本专利技术实施例中不同调控状态下的4.5kmMMF传输2GBd/s信号带宽分布图。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光束调控装置，其特征在于，包括：光源、多段光纤、若干光纤控制器、直接/相干光电探测器；/n所述光源用于提供光信号；/n若所述光束调控装置输入端器件的尾纤为单模光纤，所述输入端器件的尾纤的单模光纤与所述多段光纤耦合连接；若所述光束调控装置输入端的器件的尾纤为多模光纤，所述多模光纤与所述多段光纤耦合连接；所述多段光纤由多段不同规格光纤串联或并联组成，包括：多模光纤和/或少模光纤和/或大模场光纤和/或单模光纤；/n所述直接/相干光电探测器用于接收并探测所述光信号；/n所述光纤控制器用于对所述多段光纤进行拉伸和/或挤压和/或弯曲和/或扭曲控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种光束调控装置，其特征在于，包括：光源、多段光纤、若干光纤控制器、直接/相干光电探测器；
所述光源用于提供光信号；
若所述光束调控装置输入端器件的尾纤为单模光纤，所述输入端器件的尾纤的单模光纤与所述多段光纤耦合连接；若所述光束调控装置输入端的器件的尾纤为多模光纤，所述多模光纤与所述多段光纤耦合连接；所述多段光纤由多段不同规格光纤串联或并联组成，包括：多模光纤和/或少模光纤和/或大模场光纤和/或单模光纤；
所述直接/相干光电探测器用于接收并探测所述光信号；
所述光纤控制器用于对所述多段光纤进行拉伸和/或挤压和/或弯曲和/或扭曲控制。


2.根据权利要求1所述的光束调控装置，其特征在于，所述光纤控制器包括单模光纤偏振控制器；
所述单模光纤偏振控制器为缠绕扭曲型机械结构，包括3环型猫耳式单模光纤偏振控制器和/或电控型单模光纤偏振控制器。


3.根据权利要求1所述的光束调控装置，其特征在于，每一个所述光纤控制器包括若干调节位点，通过所述若干调节位点以对所述多段光纤进行多点调节。


4.根据权利要求1所述的光束调控装置，其特征在于，还包括：光学子系统，用于对所述光信号进行调控，所述调控包括以下一种或多种：汇聚调控、发散调控、准直调控、扩束调控。


5.根据权利要求1所述的光束调控装置，其特征在于，还包括：信号调制器，用于对所述光信号进行强度调制/或相位调制。


6.根据权利要求5所述的光束调控装置，其特征在于，还包括：反馈单元，用于对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璟，
申请(专利权)人：长沙思木锐信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43