Liña de retardo de fibra óptica baseada nun interruptor óptico

Principio da liña de retardo de fibra óptica

No procesamento de sinais totalmente ópticos, a fibra óptica pode realizar funcións de retardo de sinal, ensanchamento, interferencia, etc. A aplicación razoable destas funcións pode realizar o procesamento da información no campo totalmente óptico. Entre elas, a función de retardo da fibra óptica pódese converter nunha liña de retardo de fibra óptica, tomando como exemplo a fibra óptica monomodo ordinaria, cando a transmisión da lonxitude de onda de traballo do sinal óptico de 1550 nm, a transmisión de 200 metros pode alcanzar un retardo de 1 μs, e a perda de inserción que a acompaña é de só 0,04 dB. En comparación, a perda de inserción causada pola liña de retardo de microondas tradicional é de ducias de dB, e a liña de retardo de fibra óptica reduce a perda de inserción en case 2 ordes de magnitude, o que mellora significativamente a competitividade da liña de retardo de fibra óptica. Ademais, a fibraliña de retardo ópticoTamén teñen as características de tamaño pequeno, peso lixeiro, produto de ancho de banda de retardo grande, forte capacidade anti-interferencia electromagnética e convértense nun forte competidor das liñas de retardo de microondas, podendo substituír completamente as liñas de retardo de microondas en moitos campos. En comparación coa liña de retardo de microondas tradicional, a liña de retardo de fibra óptica ten un produto de ancho de banda de tempo elevado, o que indica que o sistema ten unha boa resolución de medición de frecuencia, alta sensibilidade e alta capacidade de intercepción de sinal, e pode cumprir os requisitos dos sistemas de radar de alta resolución como as liñas de retardo. E a frecuencia de funcionamento FDL é moi alta, pode ser moito maior que 100 GHz, en comparación coa liña de retardo de onda acústica superficial de centos de megahercios de frecuencia de funcionamento e a liña de retardo CCD de decenas de megahercios de frecuencia de funcionamento en comparación con varias ordes de magnitude, e baseándose no futuro radar de comunicación e outros sistemas cambiarán á tendencia da banda de alta frecuencia, FDL é unha vantaxe significativa; Ademais, a liña de retardo de fibra tamén ten a característica de que a perda de retardo unitario é independente da frecuencia. As vantaxes únicas destas liñas de retardo de fibra óptica demostran sen dúbida o seu potencial no procesamento de sinais.

Aplicación da liña de retardo de fibra óptica

A función básica da liña de retardo de fibra óptica é retardar o sinal, o que pode realizar a función de almacenamento totalmente óptico e igualdade de desprazamento mediante o retardo, e ten unha ampla gama de aplicacións en radares de matriz en fase, sistemas de comunicación por fibra óptica, sistemas informáticos ópticos e contramedidas electrónicas. Nos radares de matriz en fase, a antena de matriz en fase é o compoñente central, a función principal da antena de matriz en fase é cambiar a función do patrón do feixe sintetizado, para lograr o cambio da forma do feixe da antena e a rápida exploración do feixe, e esta función conséguese controlando a información de amplitude e fase do sinal na unidade de antena, polo que a liña de retardo é unha parte indispensable. En comparación coa liña de retardo de microondas, a FDL ten un maior ancho de banda e non hai problema de inclinación do feixe. Nas antenas de matriz en fase controladas opticamente, a FDL pode realizar unha asignación de fase e un control precisos do sinal de microondas e eliminar o ruído asociado do sinal de eco, polo que a FDL pode ser a mellor opción en antenas de matriz en fase. No simulador de obxectivos de radar, a FDL úsase para simular sinais de diferentes distancias. Cos requisitos do sistema de radar moderno para o simulador de obxectivos de radar, como a banda de alta frecuencia, a velocidade de conmutación de obxectivos rápida e a longa distancia de simulación de obxectivos, as liñas de retardo tradicionais están lonxe de cumprir os requisitos do sistema de radar, polo que a liña de retardo de fibra óptica converteuse na única liña de retardo aplicable. Ademais do anterior, no sistema de comunicación por fibra óptica, a FDL tamén pode realizar a función de codificación e almacenamento en caché de sinais. En resumo, pódese ver que a liña de retardo de fibra óptica ten aplicacións importantes e un status irremplazable en moitos campos, polo que o estudo da liña de retardo de fibra óptica de alto rendemento ten unha gran importancia científica para a aplicación detecnoloxía de fotóns de microondas.

Deseño de liña de retardo de fibra óptica

A liña de retardo de fibra óptica baseada no interruptor óptico selecciona diferentes rutas ópticas para conseguir diferentes retardos de tempo a través do interruptor óptico. O principio básico deste tipo de esquema é conseguir diferentes retardos cambiando a ruta óptica. É unha liña de retardo de fibra óptica discreta típica e a súa estrutura típica móstrase na figura.

 

Despois de que o sinal óptico modulado se transmita a través da fibra óptica, a matriz de interruptores ópticos selecciona a ruta óptica que xera o atraso correspondente, e o atraso requirido pódese conseguir activando o interruptor óptico e asegurándose de que os outros interruptores ópticos estean desactivados. A vantaxe deste tipo de liña de atraso de fibra óptica é que pode conseguir un gran atraso, o método de realización é sinxelo e as características correspondentes son diferentes segundo a selección de diferentes interruptores ópticos.