留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

利用自相关方法实现光脉冲时间延迟精确测量

王竞 李建中 温伟峰 陈光华 彭其先 陶世兴

王竞, 李建中, 温伟峰, 陈光华, 彭其先, 陶世兴. 利用自相关方法实现光脉冲时间延迟精确测量[J]. 中国光学, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270
引用本文: 王竞, 李建中, 温伟峰, 陈光华, 彭其先, 陶世兴. 利用自相关方法实现光脉冲时间延迟精确测量[J]. 中国光学, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270
WANG Jing, LI Jian-zhong, WEN Wei-feng, CHEN Guang-hua, PENG Qi-xian, TAO Shi-xing. Precisely measuring for optical pulse time delay using autocorrelation[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270
Citation: WANG Jing, LI Jian-zhong, WEN Wei-feng, CHEN Guang-hua, PENG Qi-xian, TAO Shi-xing. Precisely measuring for optical pulse time delay using autocorrelation[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270

利用自相关方法实现光脉冲时间延迟精确测量

doi: 10.3788/CO.20150802.0270
基金项目: 中国工程物理研究院专项基金资助项目(No.991100)
详细信息
    通讯作者: 王 竞(1989—),男,湖北十堰人,硕士研究生,2012年于浙江大学获得学士学位,主要从事光电子方面的研究。E-mail:yk47wj@163.com
  • 中图分类号: TN29

Precisely measuring for optical pulse time delay using autocorrelation

  • 摘要: 为了满足在高精度波分复用/时分复用光采样系统中,采样光脉冲时间抖动低于100 fs的要求,开发了一套基于自相关法测量时间延迟的系统。通过光纤耦合器连接一路参考光路将光脉冲在时域上进行"复制",并使初始光脉冲和"复制"光脉冲相关,得到参考光路和被测光路的精确光程差,进而固定参考光路并接入不同被测光路从而得到多路被测光路之间相对延时。实验结果表明,利用自相关法测量脉冲时间间隔精度优于50 fs,满足波分复用/时分复用光采样系统研究需要。
  • 图  1  波分复用/时分复用光采样系统示意图

    Figure  1.  Sketch map of the WDM/OTDM optical sampling system

    图  2  测试光路结构图

    Figure  2.  Configuration of the measuring optical path

    图  3  多个自相关峰产生过程

    Figure  3.  Forming process of multiple autocorrelation peaks

    图  4  自相关峰相对位置随着参考路与测量路光程差发生变化

    Figure  4.  Relative position changes of the autocorrelation peaks with the optical path difference between the reference optical path and the measuring optical path

    表  1  实验数据

    Table  1.   Experiment data(fs)

    T1T2T3
    下载: 导出CSV
  • [1] TAKAHASHI K,MATSUI H,NAGASHIMA T,et al.. Resolution upgrade toward 6-bit optical quantization using power-to-wavelength conversion for photonic analog-to-digital conversion[J]. Optics Letters,2013,38(22):4864-4867.
    [2] K RTNER F X,AMATYA R,ARAGHCHINI M,et al.. Photonic analog-to-digital conversion with electronic-photonic integrated circuits[J]. SPIE,2008,6898:1-15.
    [3] BHUSHAN A S,COPPINGER F,JALALI B,et al.. 150 Gsample/s wavelength division sampler with time-stretched output[J]. Electronics Letters,1999,34(5):474-475.
    [4] NG W,ROCKWOOD T D,SEflER G A,et al. Demonstration of a large stretch-ratio(M=41) photonic analog-to-digital converter with 8 ENOB for an input signal bandwidth of 10 GHz[J]. IEEE,2012,24(14):1185-1187.
    [5] FARD A M,BUCKLEY B,ZLATANOVIC S,et al.. All-optical time-stretch digitizer[J]. Applied Physics Letters,2012,101(5):051113-1-051113-5.
    [6] GUPTAA S,JALALI B. Time stretch enhanced recording oscilloscope[J]. Applied Physics Letters,2009,94(4):041105-1-041105-3.
    [7] COPPINGER F,BHUSHAN A S,JALALI B. 12 Gsample/s wavelength division sampling analogue-to-digital converter[J]. Electronics Letters,2000,36(4):316-317.
    [8] RABIEI P,LEVI A F J. Analysis of hybrid optoelectronic WDM ADC[J]. J. Lightwave Technology,2000,18(9):1264-1270.
    [9] KANG J U,ESMAN R D. Demonstration of time interweaved photonic four-channel WDM sampler for hybrid analogue-digital converter[J]. Electronics Letters,1999,35(1):60-61.
    [10] FRANKEL M Y,KANG J U,ESMAN R D. High-performance photonic analogue-digital converter[J]. Electronics Letters,1997,33(25):2096-2097.
    [11] BHUSHAN A S,COPPINGER F,YEGNANARAYANAN S,et al.. Nondispersive wavelength-division sampling[J]. Optics Letters,1999,24(11):738-740.
    [12] CLARK T R,KANG J U,ESMAN R D. Performance of a time- and wavelength-interleaved photonic sampler for analog digital conversion[J]. IEEE,1999,11(9):1168-1170.
    [13] 杨彦甫,娄采云,赵晓凡,等.利用非线性光纤环镜160 Gb/s到10 Gb/s解时分复用[J].光学学报,2009,29(3):611-616. YANG Y P,LOU C Y,ZHAO X F,et al.. Demultiplexing from 160 Gb/s to 10 Gb/s using nonlinear optical loop mirror[J]. Acta Optica Sinica,2009,29(3):611-616.(in Chinese)
    [14] 谭震宇,张峰,陈长鸣,等.650 nm聚合物阵列波导光栅波分复用器设计[J].中国光学,2012,5(1):71-76. TAN ZH Y,ZHANG F,CHEN C M,et al.. Design of wavelength division multiplexer of polymer arrayed waveguide grating at 650 nm[J]. Chinese Optics,2012,5(1):71-76.(in Chinese)
    [15] 陈小刚,黄德修,元秀华,等.基于超连续谱和超结构光纤光栅的波分复用/光码分复用系统[J].中国激光,2008,35(1):77-81. CHEN X G,HUANG D X,YUAN X H,et al.. Wavelength division multiplexing/optical code division multiplexing system based on supercontinuum and superstrctured fiber Bragg grating[J]. Chinese J. Lasers,2008,35(1):77-81.(in Chinese)
    [16] 池剑锋,李唐军,贾楠,等.高精度色散管理实现160 Gb/s光时分复用信号100 km稳定无误码传输[J].中国激光,2011,38(1):120-125. CHI J F,LI T J,JIA N,et al.. High-precision chromatic dispersion management completes 160 Gb/s OTDM signal 100-km stable error-free transmission[J]. Chinese J. Lasers,2011,38(1):120-125.(in Chinese)
    [17] 贾锡学,李岩,孔德明,等.OTDM系统时钟提取和解复用研究[J].光通信研究,2013,02:15-18. JIA X X,LI Y,KONG D M,et al.. Research on clock recovery and demultiplexing of OTDM[J]. Study on Optical Communications,2013,02:15-18.(in Chinese)
    [18] 王建军,许党朋,林宏奂,等.基于时分复用技术的甚多束光脉冲产生系统[J].物理学报,2010,59(12):8725-8732. WANG J J,XU D P,LIN H H,et al.. Multibeam optical pulse generation system based on time division multiplexing[J]. Acta Physica Sinica,2010,59(12):8725-8732.(in Chinese)
    [19] 吴建光,张正泉.超快飞秒脉冲激光测量技术研究[J].光学精密工程,1996,4(5):10-13. WU J G,ZHANG ZH Q. Ultrafast femtosecond pulses laser measurement technology[J]. Opt. Precision Eng.,1996,4(5):10-13.(in Chinese)
    [20] YASA Z A,AMER N M. A rapid-scanning autocorrelation scheme for continuous monitoring of picosecond laser pulses[J]. Optics Communications,1981,36(5):406-408.
    [21] 赵新才,陶世兴,刘宁文,等.精密光纤延迟线设计及实验验证[J].光学精密工程,已录用ZHAO X C,TAO SH X,LIU N W,et al.. Precision optical fiber delay line design and experimental verification[J]. Opt. Precision Eng.(in Chinese).(in press)
    [22] 李浩,宋玲玲,张立钧,等.4通道交叉型二氧化硅光波导延迟线阵列的设计与制备[J].中国光学,2014,7(3):435-441. LI H,SONG L L,ZHANG L J,et al.. Design and fabrication of 4 channels silica cross optical waveguide delay line array[J]. Chinese Optics,2014,7(3):435-441.(in Chinese)
    [23] 靳刚,温馨,杨保东,等.采用声光频移器反馈控制实现激光强度稳定[J].中国光学,2014,7(2):234-239. JIN G,WEN X,YANG B D,et al.. Laser intensity stabilization by using of opto-electronic feedback control based on an acousto-optical frequency-shifting system[J]. Chinese Optics,2014,7(2):234-239.(in Chinese)
    [24] 周海军,王文哲,郑耀辉.高增益散粒噪声探测器的性能改进[J].光学精密工程,2013,21(11):2737-2743. ZHOU H J,WANG W Z,ZHENG Y H. Improvement of high-gain shot-noise detector[J]. Opt. Precision Eng.,2013,21(11):2737-2743.(in Chinese)
    [25] 童峥嵘,郭阳,杨秀峰,等.基于多模-单模-多模结构和光纤布拉格光栅同时测量温度和折射率[J].光学精密工程,2012,20(5):921-926. TONG ZH R,GUO Y,YANG X F,et al.. Simultaneous measurement of temperature and refractive index based on MSM structure combined with FBG[J]. Opt. Precision Eng.,2012,20(5):921-926.(in Chinese)
  • [1] 王登峰, 姚鑫, 焦仲科, 任帅, 刘玄, 钟兴旺.  面向天基引力波探测的时间延迟干涉技术 . 中国光学, 2021, 14(2): 1-14. doi: 10.37188/CO.2020-0098
    [2] 胡慧然, 但西佐, 赵琪涵, 孙方圆, 王永红.  数字图像相关中的散斑区域自动提取研究 . 中国光学, 2019, 12(6): 1329-1337. doi: 10.3788/CO.20191206.1329
    [3] 刘波, 许廷发, 李相民, 史国凯, 黄博.  自适应上下文感知相关滤波跟踪 . 中国光学, 2019, 12(2): 265-273. doi: 10.3788/CO.20191202.0265
    [4] 向磊, 陈纯毅, 姚海峰, 倪小龙, 潘石, 刘中辉, 娄岩.  双向大气湍流光信道瞬时衰落相关特性测量 . 中国光学, 2019, 12(5): 1100-1108. doi: 10.3788/CO.20191205.1100
    [5] 胡悦, 王永红, 鲍思源, 胡慧然, 闫佩正.  高温下数字图像相关散斑最优成像探究 . 中国光学, 2018, 11(5): 728-735. doi: 10.3788/CO.20181105.0728
    [6] 李刚, 杨名宇.  基于联合变换相关的机载航空相机像移测量 . 中国光学, 2015, 8(3): 401-406. doi: 10.3788/CO.20150803.0401
    [7] 李浩, 宋玲玲, 张立钧, 王焕然, 李亮, 王菲, 衣云骥, 张大明.  4通道交叉型二氧化硅光波导延迟线阵列的设计与制备 . 中国光学, 2014, 7(3): 435-441. doi: 10.3788/CO.20140703.0435
    [8] 陈健, 高慧斌, 王伟国, 张振东, 路明.  超分辨率复原方法相关原理研究 . 中国光学, 2014, 7(6): 897-910. doi: 10.3788/CO.20140706.0897
    [9] 杜鸿延, 魏志鹏, 孙丽娟, 楚学影, 方铉, 方芳, 李金华, 王晓华, 王菲.  与掺杂浓度相关的ZnS:Mn纳米粒子的发光性质 . 中国光学, 2013, 6(1): 111-116. doi: 10.3788/CO.20130601.0111
    [10] 王永红, 梁恒, 王硕, 张浩, 杨连祥.  数字散斑相关方法及应用进展 . 中国光学, 2013, 6(4): 470-480. doi: 10.3788/CO.20130604.0470
    [11] 于树海, 王建立, 董磊, 刘欣悦, 王国聪.  基于非均匀周期采样的傅里叶望远镜时域信号采集方法 . 中国光学, 2013, 6(3): 395-401. doi: 10.3788/CO.20130603.0395
    [12] 孙辉, 李志强.  基于相位相关的匀速直线运动 模糊图像位移参数估计 . 中国光学, 2012, 5(2): 174-180. doi: 10.3788/CO.20120502.0174
    [13] DONATI Silvano, 王昭, 禹延光.  用于光电仪器和相关测量的自混合干涉技术(特邀) . 中国光学, 2012, 5(2): 93-115. doi: 10.3788/CO.20120502.0093
    [14] 陈小林, 王延杰.  非下采样变换的红外与可见光图像融合 . 中国光学, 2011, 4(5): 489-496.
    [15] 孙辉, 李志强, 孙丽娜, 郎小龙.  基于相位相关的亚像素配准技术及其在电子稳像中的应用 . 中国光学, 2010, 3(5): 480-485.
    [16] 王勇, 朱明.  基于输入面形态学预处理的条纹调制滤波联合变换相关器 . 中国光学, 2009, 2(5): 460-465.
    [17] 葛任伟, 吴清文, 王运, 陈立恒.  联合变换相关器像移测量试验系统设计 . 中国光学, 2009, 2(3): 218-224.
    [18] 郭军伟.  应用CS理论实现同步采样压缩成像 . 中国光学, 2009, 2(6): 525-530.
    [19] 贾红莉, 余自在.  曝光时间对上行传输光束强度起伏的影响 . 中国光学, 2009, 2(3): 190-194.
    [20] 张未来, 宋克菲, 王云磊, 潘利华, 马庆军, 汪龙祺, 刘海波.  固相时间分辨荧光免疫分析仪数据采集系统设计 . 中国光学, 2009, 2(4): 316-321.
  • 加载中
图(4) / 表 (1)
计量
  • 文章访问数:  903
  • HTML全文浏览量:  511
  • PDF下载量:  625
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-11
  • 录用日期:  2015-01-13
  • 刊出日期:  2015-04-25

利用自相关方法实现光脉冲时间延迟精确测量

doi: 10.3788/CO.20150802.0270
    基金项目:  中国工程物理研究院专项基金资助项目(No.991100)
    通讯作者: 王 竞(1989—),男,湖北十堰人,硕士研究生,2012年于浙江大学获得学士学位,主要从事光电子方面的研究。E-mail:yk47wj@163.com
  • 中图分类号: TN29

摘要: 为了满足在高精度波分复用/时分复用光采样系统中,采样光脉冲时间抖动低于100 fs的要求,开发了一套基于自相关法测量时间延迟的系统。通过光纤耦合器连接一路参考光路将光脉冲在时域上进行"复制",并使初始光脉冲和"复制"光脉冲相关,得到参考光路和被测光路的精确光程差,进而固定参考光路并接入不同被测光路从而得到多路被测光路之间相对延时。实验结果表明,利用自相关法测量脉冲时间间隔精度优于50 fs,满足波分复用/时分复用光采样系统研究需要。

English Abstract

王竞, 李建中, 温伟峰, 陈光华, 彭其先, 陶世兴. 利用自相关方法实现光脉冲时间延迟精确测量[J]. 中国光学, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270
引用本文: 王竞, 李建中, 温伟峰, 陈光华, 彭其先, 陶世兴. 利用自相关方法实现光脉冲时间延迟精确测量[J]. 中国光学, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270
WANG Jing, LI Jian-zhong, WEN Wei-feng, CHEN Guang-hua, PENG Qi-xian, TAO Shi-xing. Precisely measuring for optical pulse time delay using autocorrelation[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270
Citation: WANG Jing, LI Jian-zhong, WEN Wei-feng, CHEN Guang-hua, PENG Qi-xian, TAO Shi-xing. Precisely measuring for optical pulse time delay using autocorrelation[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2): 270-276. doi: 10.3788/CO.20150802.0270
    • 光采样示波器是突破纯电示波器电子学“瓶颈”的有效手段之一,基于光子学高速、高带宽、低功耗的特点,光采样示波器可以达到很高的带宽和采样率。目前光采样示波器主要有色散啁啾[1,2]、时间拉伸[3,4,5,6]、波分复用/时分复用[7,8,9,10,11,12]几种类型,上述方案在结构和精度方面各有优缺点,其中色散啁啾方案结构相对简单,但需要严格匹配色散效应,时间拉伸方案对后端电处理要求不高,但色散效应对采样性能影响较为严重,波分复用/时分复用方案原理相对较为成熟[13,14,15,16,17,18]。而对于采样光脉冲时间延迟测量,目前比较直观方法是将光脉冲转换为电脉冲在电域进行测量,测量仪器包括示波器,网络分析仪,频谱分析仪等。由于电子学速率及背景噪声的影响,其进行延时测量精度在皮秒及亚皮秒量级左右(网络分析仪可以达到100 fs左右,高端示波器可达200 fs左右),不能满足测试需求。

      纯光学测量方法可以避免电子学抖动带来的测量精度限制。基于光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)的频谱分辨光开关(FROG)主要用于测量脉冲波形等参数,而光脉冲传输时间测量则是通过光时域反射法(OTDR)、光频域反射法(OFDR)等测量光程长度进而反推得到时间参数。在对飞秒、皮秒光脉冲的诊断中,自相关法主要用于对脉冲宽度测量[19],以德国Pulse Check自相关仪为例[20],其采用迈克尔逊干涉结构,将入射光分为两路,一路固定光程,另一路相对于此路光程差连续改变,当两路光程差为零时,得到自相关信号最强。目前自相关仪技术发展非常成熟,测试精度能达到10 fs左右。

    • 本文设计了基于250 MHz超连续谱激光器经过16路波分复用和5级时分复用对光脉冲倍频达到128 G光采样率,精度优于5 bit的光采样系统,如图1所示。该方案的优点在于:通过光采样可以得到很高的采样率,之后经过电子学多路量化拼接,有效地降低了对电量化时钟时间抖动的要求。与电子学直接量化一样,光采样精度主要受限于采样光脉冲时间抖动和幅度抖动,在外界环境稳定情况下,时间抖动主要来源于延迟误差,光脉冲延迟控制采用可调光纤延迟线(VDL)[21,22],其延迟精度优于30 fs。由于波分复用系统相邻通道对应不同的光谱成分,因此相邻通道光脉冲不会产生自相关信号,我们设计了一套包括固定长度的参考光纤,采用自相关仪实时测量脉冲延时装置,理论和实验表明,该装置延迟测试精度优于50 fs,相对于电学方法其精度提高20倍,满足波分复用/时分复用光采样时间延迟测量需求。

      图  1  波分复用/时分复用光采样系统示意图

      Figure 1.  Sketch map of the WDM/OTDM optical sampling system

    • 系统测试结构如图2所示,波分复用系统包含密集波分复用器(DWDM2)以及16路光路,每路光路包含可调光纤延迟线(VDL),光纤衰减器(VOA)及法拉第旋转镜(FRM),相邻两路之间延迟7.8125 ps,结构图中还包括与DWDM2相同参数的DWDM1,三端口环形器(CIR),分光比70∶30的1×2光纤耦合器,掺饵光纤放大器以及自相关仪。测量过程中固定参考光路,分别接入波分复用系统不同被测路,检测被测路与参考路之间光程差,进而得到波分复用系统各路之间时延。其中DWDM1主要用于光谱分割,使得经过光纤耦合器输入参考路和被测路脉冲光谱相同,从而产生自相关信号;VDL用于精确调节两路间延迟;VOA用于保持各路功率一致;FRM为保偏器件,使得合束有相同偏振态,使系统对偏振不敏感。整个测试系统光功率损耗约为10 dB左右,而自相关仪产生二倍频信号要求输入光功率大于5 mW,被测试光脉冲串经CIR端口3输出之后,经过EDFA放大进入自相关仪,从而得到自相关信号。

      图  2  测试光路结构图

      Figure 2.  Configuration of the measuring optical path

      激光器输出脉冲周期为4 ns,而自相关仪量程为160 ps,若将激光器输出脉冲直接输入自相关仪,则只有一个自相关峰。通过脉冲复制,使得输出激光4 ns周期内出现多个间隔小于80 ps的光脉冲,则在自相关仪可动臂光程改变一个周期内能够出现到多个自相关峰。具体产生过程如图3,宽谱激光器输出脉冲经过DWDM1滤波之后经由CIR和光纤耦合器分为光谱成分相同的参考路A和测量路B,两路经过FRM返回之后合束形成C路,两路之间光程差即为C路中脉冲间隔Δτ,首先经过示波器观测增加或减少一段光纤对两路光程差进行初步控制使两路光程差即Δτ<80 ps,之后C路经过EDFA功率放大之后进入自相关仪。

      在可动臂光程改变过程中,当可动臂与固定臂光程差Δtτ,0,-Δτ时,都会出现自相关峰,且Δt=0时,相关光脉冲个数为Δt=±Δτ时脉冲个数两倍,自相关信号强度为其两倍,分别对应图2中的D1,D2,D3三种情况。据此类推,若自相关一半量程内有K个相同光脉冲,则观测到自相关峰个数为2K-1,若光脉冲强度相等,则自相关峰强度比值为:

      图  3  多个自相关峰产生过程

      Figure 3.  Forming process of multiple autocorrelation peaks

    • 在固定参考光路情况下,通过可调光纤延迟线改变测量路光程,自相关仪中出现3个自相关峰,且相对于零位置左右对称,如图4所示,左右两自相关峰与中心自相关峰相对位置Δτ即为参考路与测量路延迟时间。

      图  4  自相关峰相对位置随着参考路与测量路光程差发生变化

      Figure 4.  Relative position changes of the autocorrelation peaks with the optical path difference between the reference optical path and the measuring optical path

      通过对短时间内多组测量数据平滑拟合,得到3个自相关峰两两时间间隔,记为T1、T2、T3(单位:fs),其中T1为左边自相关峰与中心自相关峰时间间隔,T2为右边自相关峰与中心峰时间间隔,T3T1T2取平均所得,如表1所示,3组数据的标准偏差分别为83.7、86.7、46.9 fs。

      表 1  实验数据

      Table 1.  Experiment data(fs)

      T1T2T3
    • 表1中得出,T1T2取平均后的T3标准偏差最小。分析认为,自相关峰的时间抖动主要来源于自相关仪多个扫描周期时可动臂的移动抖动误差。而在自相关仪光程差变化的一个扫描周期内,自相关的发生将同步滞后或超前,反映在左右自相关峰的移动将具有相同的趋势。经过取平均,可减少或近似消除这种误差,使结果准确。经计算T3也确实具有最小的偏差值,我们取T3为实际的延时时间。

      自相关仪光程差变化Δl(θ)与可动臂的旋转角θ有如下关系[20]: 式中,ψ为旋转镜方位角。

      θ极小时,式(2)可近似为: Δl(θ)=4Rθsin2ψ , (3) 即光程差与旋转角可以近似为线性关系。可动臂光程差线性变化,因此测量误差主要来源于系统随机噪声,激光器抖动[23],以及自相关曲线拟合误差。

      另外,测量值的抖动除噪声影响外[24],主要来源于环境影响。在测量精度达到fs量级时,环境温度变化导致的光纤折射率变化会使自相关峰有明显抖动[25]。由于环境温度变化不可预知并难以测量,下面只对其影响范围进行粗略估算。

      单模光纤的折射率温度系数在波长1 550 nm处为0.811×10-5/℃,其折射率为n1310=1.467 6,n1550=1.468 2。

      对式(4) v=c/n ,(4) 进行微分,有 Δv=(c/n2Δn .(5)

      同样对式(6) l=v·t ,(6) 进行微分,有: Δt=(t/v)·Δv ,(7)
      式中,v为光在光纤中的传播速度;c为光在真空中的速度;n为光纤折射率; l为光纤长度;t为传播时间。

      假定环境温度抖动为±1 ℃(温度控制器精度±1 ℃),波分复用系统中光纤长度为2.5 m,则经计算,时间抖动Δt=±67 fs。这与本文的测量结果大致吻合。

    • 针对采用高带宽示波器或者网络分析仪等电子设备测量时间延迟只能到皮秒及亚皮秒的时间精度限制,开发了一套基于自相关法的精密光学延迟测量系统,利用外加的参考光路对被测光脉冲进行“复制”,进而通过自相关仪使得初始光脉冲与“复制”光脉冲相关,所得到相邻自相关峰间隔时间即为参考光路与被测光路光程差,以参考光路为基准,得到多路被测光路与参考光路之间光程差,进而得到多路光路之间光程差。根据实验结果计算,其延迟测量精度优于50 fs,相对于电子学方法的测量精度,其精度成倍提高。另外该方法可直接应用于脉冲周期小于自相关仪一半量程的激光脉冲时间抖动测量,将激光器直接接 入自相关仪中,通过观测自相关峰相对时间位置变化即可以得到脉冲时间抖动,有效解决频谱分析仪只能通过积分计算一定频率范围内的时间抖动问题。

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回