專利名稱：金光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可將輸入光強(qiáng)的模擬量轉(zhuǎn)換成為多位以光強(qiáng)表示的數(shù)字量的全光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中沒(méi)有任何電子線路及元件參與，不需電源，屬于光學(xué)信號(hào)處理領(lǐng)域，可應(yīng)用于中、高強(qiáng)度光學(xué)過(guò)程的測(cè)量，也可用于中強(qiáng)度光信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)有的常規(guī)對(duì)模/數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程首先須通過(guò)光/電轉(zhuǎn)換器件把光強(qiáng)度變換為電學(xué)量，再用模/數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)。若要用并行數(shù)碼光輸出時(shí)，還必須再度驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件發(fā)光才能完成。上述的系統(tǒng)不僅過(guò)程復(fù)雜，而且有電子元件參與，因而在不允許在有金屬導(dǎo)線存在的環(huán)境下工作，如強(qiáng)干擾環(huán)境中，就不能工作。另外，常規(guī)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)環(huán)節(jié)較多，潛在故障較多，特別對(duì)光強(qiáng)變化范圍很大的待轉(zhuǎn)換光源，很難找到與其相適應(yīng)的光/電模擬轉(zhuǎn)換器件，從80年代起就有使用快速電光晶體對(duì)電學(xué)量進(jìn)行間接模數(shù)轉(zhuǎn)換，至今仍在發(fā)展中，但未見(jiàn)有直接對(duì)光作模/數(shù)轉(zhuǎn)換的。
本發(fā)明的目的是提供一鐘無(wú)電子元件參與的全光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，滿足日益發(fā)展的光信息科技與測(cè)量的需求。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣完成的，它包含條紋產(chǎn)生器、光折變晶體，待轉(zhuǎn)換光一般主要為單色、準(zhǔn)單色光或經(jīng)過(guò)濾光片的多色光，該光進(jìn)入一條紋產(chǎn)生器，產(chǎn)生一組干涉條紋，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)光折變晶體而形成相應(yīng)的折射率光柵，此時(shí)已完成一次寫入，寫入后形成光柵的待轉(zhuǎn)換光消耗一部分能量，經(jīng)光折變晶體透射或反射的剩余待轉(zhuǎn)換光進(jìn)入條紋間隔設(shè)置與前一條紋產(chǎn)生器不同的另一條紋產(chǎn)生器，產(chǎn)生第二組干涉條紋，并進(jìn)入同一塊光折變晶體，完成第二次寫入，兩組干涉條紋位置根據(jù)所需輸出數(shù)據(jù)碼形式而定，未消耗完能量的待轉(zhuǎn)換光多次重復(fù)寫入，直至光能耗盡，不能驅(qū)動(dòng)光折變晶體為止，另取一束與待轉(zhuǎn)換光不同波長(zhǎng)的激光束置于待轉(zhuǎn)換光的同一側(cè)作為讀出光射入同一塊光折變晶體，則在離光折變晶體一定距離后產(chǎn)生同前述的多組折射率光柵對(duì)應(yīng)的衍射圖，可設(shè)計(jì)為相互交錯(cuò)重疊，成為數(shù)據(jù)碼。
在將輸入光強(qiáng)的模擬量轉(zhuǎn)換成為以多位以光強(qiáng)表示的數(shù)字量的整個(gè)過(guò)程中，沒(méi)有任何電子線路及元件參與，不需電源，轉(zhuǎn)換速度全由晶體反應(yīng)速度決定，轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)碼可直接輸出或耦合入光纖傳到遠(yuǎn)端供使用。
本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為全光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)原理圖。
本發(fā)明所采用的條紋產(chǎn)生器可用雙鏡干涉器、邁克爾遜干涉器或直接?xùn)偶y投影得到。本發(fā)明實(shí)施例中條紋產(chǎn)生器用雙鏡干涉器，由圖1所示，一種主要為單色、準(zhǔn)單色光或經(jīng)過(guò)濾光片的多色光的待轉(zhuǎn)換光1進(jìn)入雙鏡干涉器6，產(chǎn)生一組干涉條紋驅(qū)動(dòng)光折變晶體3而形成相應(yīng)的折射率光柵，則完成一次寫入光，寫入形成光柵的待轉(zhuǎn)換光消耗一部分能量，經(jīng)光折變晶體3透射，經(jīng)反射鏡2反射的剩余待轉(zhuǎn)換光進(jìn)入條紋間隔設(shè)置與前一雙鏡干涉器6不同的另一雙鏡干涉器4，產(chǎn)生第二組干涉條紋，并進(jìn)入同一塊光折變晶體3，完成二次寫入，條紋間隔可通過(guò)雙鏡干涉器的兩鏡面夾角的調(diào)整來(lái)設(shè)定，未消耗完能量的待轉(zhuǎn)換光多次重復(fù)寫入，直至光能耗盡，不能驅(qū)動(dòng)光折變晶體為止，另取一束與待轉(zhuǎn)換光不同波長(zhǎng)的激光束置于待轉(zhuǎn)換光的同一側(cè)作為讀出光5射入同一塊光折變晶體3，則在離光折變晶體3一定距離后的輸出屏7上產(chǎn)生同前述的多組折射率光柵的衍射圖，且相疊加，成為數(shù)據(jù)碼8，可作為直接輸出或耦合入光纖傳到遠(yuǎn)端。例測(cè)150mw連續(xù)氦鎘激光，直接A/D轉(zhuǎn)換。先調(diào)到75mw，僅寫入一次形成條紋15線/mm，得0；1；0；1。光能即已耗盡。當(dāng)調(diào)到150mw，寫了兩次才告光能耗盡。合成的衍射圖被讀為0；0；1；0。
權(quán)利要求
1.一種全光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，它包含條紋產(chǎn)生器、光折變晶體，一種主要為單色、準(zhǔn)單色光或經(jīng)過(guò)濾光片的多色光的待轉(zhuǎn)換光進(jìn)入一條紋產(chǎn)生器，產(chǎn)生一組干涉條紋驅(qū)動(dòng)光折變晶體而形成相應(yīng)的折射率光柵，則完成一次寫入光，寫入形成光柵的待轉(zhuǎn)換光消耗一部分能量，經(jīng)光折變晶體透射或反射的剩余待轉(zhuǎn)換光進(jìn)入條紋間隔設(shè)置與前一條紋產(chǎn)生器不同的另一條紋產(chǎn)生器，產(chǎn)生第二組干涉條紋，并進(jìn)入同一塊光折變晶體，完成二次寫入，未消耗完能量的待轉(zhuǎn)換光多次重復(fù)寫入，直之光能耗盡，不能驅(qū)動(dòng)光折變晶體為止，另取一束與待轉(zhuǎn)換光不同波長(zhǎng)的激光束置于待轉(zhuǎn)換光的同一側(cè)作為讀出光射入同一塊光折變晶體，則在離光折變晶體一定距離后產(chǎn)生同前述的多組折射率光柵的衍射圖，且相疊加，成為數(shù)據(jù)碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述的條紋產(chǎn)生器可用雙鏡干涉器、邁克爾遜干涉器或直接?xùn)偶y投影得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述的干涉條紋間隔可通過(guò)雙鏡干涉器的兩鏡面夾角的調(diào)整來(lái)設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全光學(xué)模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng),特點(diǎn)是,將一種待轉(zhuǎn)換光進(jìn)入一條紋產(chǎn)生器,產(chǎn)生一組干涉條紋驅(qū)動(dòng)光折變晶體而形成相應(yīng)的折射率光柵,即一次寫入,經(jīng)晶體透或反射的待轉(zhuǎn)換光進(jìn)入另一條紋產(chǎn)生器,產(chǎn)生間隔不同的第二組干涉條紋,并進(jìn)入同一光折變晶體,待轉(zhuǎn)換光多次重復(fù)寫入,直之光能耗盡,一束讀出光射入同一塊光折變晶體,則產(chǎn)生多組折射率光柵的衍射圖,且相疊加,成為數(shù)據(jù)碼直接輸出或耦合入光纖傳到遠(yuǎn)端。轉(zhuǎn)換過(guò)程中,無(wú)電子元件參與。
文檔編號(hào)G02B6/24GK1376940SQ0110572
公開(kāi)日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2001年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月22日
發(fā)明者李孟超, 鄭剛, 莊松林 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)