專利名稱：基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及全光信號處理技術，特別是涉及一種基于信號時域壓縮的雙路光信 號段時域壓縮處理系統的技術。 賴^目前所使用的信號段交替互換加密系統多為電子系統，但電子系統具有抗電磁 干擾能力很差的缺陷。如果對光信號進行加密處理，就需要在全光系統中外加光-電、電-光轉換裝置，成為非全光系統，因而存在運行速率低及抗干擾力差雙重缺陷。 發明內容針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種具有 寄存功能的且基于信號時域壓縮的雙路光信號切換加密處理的全光系統。為了解決上述技術問題，本發明所提供的一種基于信號時域壓縮的雙路光信號段 切換加密處理系統的技術，其特征在于，所述系統的光路結構紫外光激光器所出 的紫外光經分光器、聲光調制器得到紫外光直傳光束和紫外光移頻光束，分別準直 擴束后，紫外光直傳光束與紫外光移頻光束相交形成差拍干涉，分別側寫入已蝕刻 有掩模的結構、性質完全相同的兩根光纖的表面形成等間隔千涉條紋，構成移動腔， 用以寄存光信號，其移動方向是從輸入端向輸出端移動；紅光激光器所出的紅光直傳光束和紅光移頻光束，分別準直擴束后，紅光直傳光束與紅光移頻光束相交形成 差拍干涉，分別各寫入該兩根光纖的無掩模的一側面，形成等間隔分布的移動干涉 條紋，條紋由輸出端向輸入端方向勻速移動，從而等間隔勻速擦除由紫外光差拍干 涉形成的移動光腔，使部分移動腔失效。兩路光脈沖信號分別被耦合輸入到移動腔 內，并約束在移動腔內，通過調整系統光源參數，使得兩根光纖之間寫入光柵的移動速度和擦除紅光條紋的移動速度都分別相同，同時調整系統干涉光程參數，使得 兩根光纖之間的擦除紅光的相位差正好差半個周期，從而可以實現在同一時刻，兩 根光纖的對應位置的紅光明暗條紋分布完全相反，使得兩路光信號可以被分段切換 輸出為一路光信號。進一步的，所述的移動腔為柵距為2-5毫米的移動光柵組。 進一步的，所述的分別寫入所述兩根光纖另一無掩模側面的形成等間隔分布的 移動干涉條紋的柵距為10-40毫米。進一步的，所述已蝕刻有掩模的兩根光纖皆為單模摻鉺光纖，且結構、性能完 全相同。進一步的，激勵激光器輸出波長980納米的(激勵)激光至所述單模摻鉺光纖； 對波長為1550納米的信號光產生增益，以補償時延過程的強度損耗。利用本發明提供的基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密處理系統，采用 兩路可控時域段壓縮、切換光信號的并聯輸出，從而使得系統的信號切換加密輸出 相對穩定。


圖1是本發明實施例的系統原理框圖；圖2是本發明實施例的同一時刻兩光纖對應位置光柵分布圖； 圖3是光信號段切換加密前后對照圖。
具體實施方式
以下結合

對本發明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于 限制本發明，凡是采用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護范 圍。本發明實施例所提供的一種基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統，其 特點是兩路信號光脈沖分別由光纖耦合送入輸入端口，并寄存在移動光腔內，在移動過程中，寫入的移動光柵組從輸出端向輸入端方向依次被移動紅干涉亮光條紋擦 除，通過調整直傳光束與頻移光束的頻差，使得兩根光纖之間寫入光柵的移動速度 和擦除紅光條紋的移動速度都分別相同，同時調整紅光直傳光束與紅光移頻光束的 干涉光程參數，使得兩根光纖之間的擦除紅光的相位差正好差半個周期，從而可以 實現如圖2所示，在同一時刻，兩根光纖的對應位置的紅光明暗條紋分布完全相反， 使得兩路光信號可以被分段切換輸出為一路光信號。系統的主要部分完全沒有電子 元件，為全光系統。如圖1所示，本發明實施例的基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統中， 對于光纖1，由紫外光激光器1所出的紫外光直傳光束I 1和紫外光移頻光束I 2， 分別經準直擴束器準直擴束后，光束Il與光束I2以一定的角度相交形成差拍干 涉，并分別以一定角度側寫入已蝕刻有掩模的光纖1形成移動的明暗相間的等間隔 干涉條紋，形成柵距為幾毫米的移動光柵組，即移動腔，本實施例中移動光柵組的 柵距為2-5毫米；腔的移動速度與紫外光直傳光束I 1和紫外光移頻光束I 2的頻 差有關；同理，紅光激光器2所出的紅光直傳光束I 3和紅光移頻光束I 4,亦相交 形成差拍干涉，以一定角度寫入光纖1形成移動的等間隔干涉條紋，紅光干涉亮條 紋可等間隔的擦除紫外光差拍干涉形成的移動光柵組，從而形成柵距為幾十毫米的 移動條紋，本實施例中，分別寫入所述兩根光纖另一無掩模側面的形成等間隔分布 的移動干涉條紋的柵距為10-40毫米；紅光的擦除速度由光束I 3和光束I 4的頻 差決定；同樣，對于光纖2，光束II1和光束II2形成的移動腔完全同于光束I1和 光束I 2形成的移動腔，光束H3和光束IH亦形成與光束I 3和光束I 4形成的移 動條紋完全相同的移動擦除紅光條紋。光纖1和光纖2的寫入光柵的移動速度和擦 除紅光條紋的移動速度也都分別相同，而兩光纖彼此擦除紅光的相位差正好差半個 周期。兩路光信號分別被耦合輸入到各自光纖的移動光柵組(移動腔)內，并以往 返振蕩的形式約束在移動光柵組(移動腔)內，在移動過程中，移動光柵組從輸出端向輸入端方向依次被移動紅干涉亮光條紋擦除，由于在同一時刻，兩根光纖的對 應位置的紅光明暗條紋分布完全相反，從而導致兩路光信號被傳送到輸出端口，可 以被分段切換輸出為一路光信號。上述區域紅光與紫外光的持續移動光照可用差拍干涉的方法形成。直傳光束與 由聲光調制器移頻后的移頻光束以一定角度匯合，則形成差拍干涉。這兩路光的頻 率有微小的差值，不會形成穩定干涉條紋，只能按差拍原理形成移動條紋。匯合角 度決定了明暗相間的等間隔干涉條紋的寬度，而移頻的數值決定了該條紋移動的速 度。圖3示意出兩路等脈寬信號經壓縮、交替混合前后的波形光脈沖在耦合輸入、轉移時延及耦合輸出過程中均有強度損耗，采用摻鉺光纖 并用波長980納米的激光激勵，使對波長為1550納米的信號光產生增益，可補償全 過程的強度損耗。
權利要求
1、一種基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統，其特征在于，所述系統的光路結構紫外光激光器所出光經分光器分為紫外光直傳光束和紫外光移頻光束，分別準直擴束后，紫外光直傳光束與紫外光移頻光束相交形成差拍干涉，分別側寫入已蝕刻有掩模性能完全相同的兩根光纖的表面形成等間隔干涉條紋，構成移動腔，用以寄存光信號，其移動方向是從輸入端向輸出端移動；紅光激光器所出的紅光經分光器分為紅光直傳光束和紅光移頻光束，分別準直擴束后，紅光直傳光束與紅光移頻光束相交形成差拍干涉，分別各寫入該兩根光纖的無掩模的一側面，形成等間隔分布的移動干涉條紋，條紋由輸出端向輸入端方向勻速移動，從而等間隔勻速擦除由紫外光差拍干涉形成的移動光腔，使部分移動腔失效，兩路光脈沖信號被耦合輸入到移動腔內，并約束在移動腔內，通過調整系統參數，使得兩根光纖之間寫入光柵的移動速度和擦除光條紋的移動速度都分別相同，而擦除光的干涉相差正好差半個周期，從而使得兩路光信號，通過單向器后，向同一光纖輸出信號，而獲得經分段切換加密的光信號。
2. 根據權利要求1所述的基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統，， 其特征在于，所述的移動腔為柵距為2-5毫米的移動光柵組。
3. 根據權利要求1所述的基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統，， 其特征在于，所述的分別寫入所述兩根光纖另一無掩模側面的形成等間隔分布的移 動干涉條紋的柵距為10-40毫米。
4.根據權利要求l所述的基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統，，其 特征在于，所述的已蝕刻有掩模的兩根光纖皆為單模摻鉺光纖。
5.根據權利要求1所述的基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統，，其 特征在于，所述的激勵激光器輸出波長980納米的激光至所述單模摻鉺光纖，對波 長為1550納米的信號光產生增益。
全文摘要
一種基于信號時域壓縮的雙路光信號段切換加密系統，解決在全光系統中實現光信號分段切換加密的技術問題；系統光路結構由紫外光激光器輸出的直傳光束與移頻光束相交形成差拍干涉，分別側寫入已蝕刻有掩模的兩根相同光纖表面形成柵距為2至5毫米一組的移動腔，用以寄存光信號，移動方向是從輸入端向輸出端；紅光激光器輸出光經上述同樣處理過程，分別寫入同上兩根光纖的無掩模的側面，形成柵距為10至40毫米的移動干涉條紋，從輸出端向輸入端移動，等間隔勻速擦除由紫外光差拍干涉形成的移動腔，使腔依次失效。通過調整系統參數，實現在同一時刻，兩根光纖的對應位置的擦除紅光明暗條紋分布相反，使雙路輸入光信號被壓縮切換到一路光信號輸出。
文檔編號H04B10/17GK101267258SQ20081003401
公開日2008年9月17日 申請日期2008年2月28日 優先權日2008年2月28日
發明者孫劉杰, 李孟超, 李艷敏, 剛 鄭 申請人:上海理工大學