專利名稱：壓縮比可調(diào)的光束壓縮器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光束壓縮，特別是一種壓縮比可調(diào)的光束壓縮器， 它是利用一束強光對一束弱光進行可控制的壓縮，在全光通信系統(tǒng)中具 有應用價值。
背景技術：
隨著社會對信息存儲容量與傳遞速度的要求不斷提高，全光裝置在 信息技術應用上的重大意義已經(jīng)得到了重視?？茖W發(fā)現(xiàn)當兩光束同時 在非線性自散焦介質(zhì)中傳輸時，光束之間會通過空間交叉相位調(diào)制(以 下簡稱為XPM)效應產(chǎn)生非線性耦合，若兩光束的強度對比懸殊，強光
(泵浦光)能通過XPM操縱弱光(信號光)，對其進行可控制的壓縮、 偏轉和整形。誘導聚焦在兩高斯光束共同傳輸時可以發(fā)生，但該情形下 要求兩光束初始輸入時中心不重合，而且信號光被壓縮時形狀會發(fā)生畸 變。顯然信號光這種壓縮在光通信技術中是不能或不便使用的。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種壓縮比 可調(diào)的光束壓縮器，利用一束強的泵浦光來控制弱的信號光，使信號光 得到無形變的對稱壓縮，并且通過調(diào)節(jié)泵浦光的強度，以靈活地控制信 號光的壓縮程度。
本實用新型發(fā)現(xiàn)當泵浦光為中心具有暗斑的暗光束時，即使兩光 束初始輸入時中心重合，誘導聚焦現(xiàn)象也能發(fā)生，而且這時信號光不會 發(fā)生形狀畸變，可得到對稱的壓縮。另外，由于信號光的誘導壓縮程度 與泵浦光與信號光強度比有關，通過調(diào)節(jié)泵浦光強度，就可靈活方便地
控制輸出信號光的口徑。這種現(xiàn)象在現(xiàn)代光通信系統(tǒng)的全光器件的研究 開發(fā)方面具有潛在的應用價值。
因此，本實用新型的技術解決方案如下
一種壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，特點是該壓縮比可調(diào)的光束壓縮器 由泵浦光輸入端口、泵浦光強衰減片、擴束器、金屬細絲、合束鏡、非 線性介質(zhì)、信號光輸入端口、信號光濾光片和壓縮信號光輸出端口構成， 其位置關系如下自泵浦光輸入端口沿泵浦光束前進方向依次是泵浦光 強.衰減片、擴束器、金屬細絲、合束鏡、非線性介質(zhì)、濾光片和壓縮信 號光輸出端口，所述的合束鏡與所述的泵浦光束成4S設置， 一信號光 經(jīng)所述的信號光輸入端口、信號光衰減片后以455的入射角射入所述的 合束鏡，并與所述的泵浦光合束，同方向同軸地入射到所述的非線性介 質(zhì)中，由于非線性介質(zhì)的空間交叉相位調(diào)制效應，泵浦光誘導信號光聚 焦，信號光得到無形狀畸變的對稱壓縮。經(jīng)濾光片，將泵浦光濾掉，信 號光從被壓縮的信號光輸出端口輸出壓縮的信號光。
所述的信號光和泵浦光為高斯光束，或準高斯光束；泵浦光的波長^ 與信號光的波長^滿足關系Q'5《A / A ^ ，同時泵浦光強度與信號光
強度之比大于1000。
所述的非線性介質(zhì)對所述的信號光^與泵浦光A的非線性系數(shù)"，-為
負值，所述的非線性介質(zhì)為固體、液體或氣體非線性介質(zhì)。
所述的合束鏡對所述的泵浦光全透射，而對所述的信號光453全反射。
本實用新型裝置的工作過程如下
信號光從信號光輸入端口輸入，通過信號光衰減片減弱強度，其空 間波形為高斯分布；泵浦光從泵浦光輸入端口輸入，其空間波形也為高
斯分布，由泵浦光衰減片控制其強度(泵浦光強度要遠大于信號光)，由
擴束器適當增大其束寬，然后通過金屬細絲，因為細絲的波前擾動作用，
泵浦光變成中心具有暗斑的暗光束；信號光與泵浦光由合束器耦合起來， 同方向同軸地入射到非線性介質(zhì)中，由于非線性介質(zhì)的空間XPM效應， 泵浦光誘導信號光聚焦，信號光得到無形狀畸變的對稱壓縮。兩光束從 非線性介質(zhì)出射后，通過濾光片，泵浦光被濾掉，信號光從被壓縮的信 號光輸出端口輸出。
本實用新型的技術效果-
實驗表明采用本實用新型裝置，信號光得到了無形變的對稱壓縮， 改變泵浦光與信號光的強度對比，可靈活地調(diào)節(jié)信號光的被壓縮程度， 束寬壓縮比一般在1 4.5之間，獲得不同輸出口徑的信號光。


圖1為本實用新型壓縮比可調(diào)的光束壓縮器的整體結構示意圖 圖中
1 一泵浦光強衰減片；2 _擴束器；3—細金屬絲；4 一合束鏡； 5 —信號光強衰減片；6 —非線性介質(zhì)；7 —濾波片；8 —泵浦光輸 入端口； 9 —信號光輸入端口； 10 —壓縮信號光輸出端口。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應以此限 制本實用新型的保護范圍。
圖1為本實用新型壓縮比可調(diào)的光束壓縮器的整體結構示意圖，由 圖可見，本實用新型壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，由泵浦光輸入端口 8、 泵浦光強衰減片l、擴束器2、金屬細絲3、合束鏡4、非線性介質(zhì)6、 信號光輸入端口9、信號光濾光片7和壓縮信號光輸出端口 IO構成，其 位置關系如下自泵浦光輸入端口 8沿泵浦光束前進方向依次是泵浦光 強衰減片1、擴束器2、金屬細絲3、合束鏡4、非線性介質(zhì)6、濾光片7
和壓縮信號光輸出端口 10，所述的合束鏡4與所述的泵浦光束成4夕設 置， 一信號光經(jīng)所述的信號光輸入端口 9、信號光衰減片5后以455的入 射角射入所述的合束鏡4，并與所述的泵浦光合束。所述的的信號光和
泵浦光為高斯光束或準高斯光束，所述的泵浦光波長^與信號光波長^ 滿足關系^5^A^"'5,同時泵浦光強度與信號光強度之比大于1000。
所述的非線性介質(zhì)6對所述的信號光、與泵浦光^的非線性系數(shù)"2 為負值，所述的非線性介質(zhì)6為固體、液體或氣體非線性介質(zhì)。
所述的合束鏡4對所述的泵浦光全透射，而對所述的信號光451全 反射。
實施例
波長544nm、功率3微瓦，光束口徑0.5mm的信號光由信號光輸入 端口 9輸入，其橫向空間強度分布為高斯型。波長532nm、功率50毫瓦， 光束口徑lmm的泵浦光由泵浦光輸入輸入端口 8輸入，其空間橫向強 度分布也為高斯型，經(jīng)2倍的擴束器2 (由兩共焦的凸透鏡組成)擴束 后光束口徑增大。該泵浦光通過細金屬絲3，細金屬絲3的直徑與信號 光的光束口徑可比相當，由于細金屬絲3的波前擾動作用，泵浦光變成 中心具有暗斑的暗光束，暗斑大小大致等于細金屬絲3的直徑，由于總 的光束口徑較大，暗斑有足夠?qū)挼谋尘皩挾取Ｕ{(diào)節(jié)泵浦光衰減片l改變 泵浦光強度，調(diào)節(jié)信號光衰減片5改變信號光強度，(泵浦光/信號光強 度比應大于1000)。泵浦光與信號光由合束鏡4耦合在一起，同方向同 軸地傳輸?shù)椒蔷€性介質(zhì)6中，泵浦光與信號光從非線性介質(zhì)6中出射以 后，到達濾光片7，該濾光片7對泵浦光不透明，故被壓縮以后的信號 光與泵浦光分離，從壓縮信號光輸出端口 IO輸出被壓縮的信號光。
本實施例中采用長度為5cm的康寧CS 3-69半導體摻雜玻璃作為非 線性介質(zhì)6，它對入射的綠光波段泵浦光和信號光表現(xiàn)出自散焦性質(zhì)。
泵浦光與信號光在介質(zhì)中耦合傳輸時，由于空間XPM效應的作用，信 號光被對稱地誘導壓縮。
實驗表明改變泵浦光與信號光的強度對比，可靈活地調(diào)節(jié)信號光
的被壓縮程度，束寬壓縮比一般在1 4.5之間，獲得不同輸出口徑的信號光。
權利要求1.一種壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，其特征在于由泵浦光輸入端口(8)、泵浦光強衰減片(1)、擴束器(2)、金屬細絲(3)、合束鏡(4)、非線性介質(zhì)(6)、信號光輸入端口(9)、信號光濾光片(7)和壓縮信號光輸出端口(10)構成，其位置關系如下自泵浦光輸入端口(8)沿泵浦光束前進方向依次是泵浦光強衰減片(1)、擴束器(2)、金屬細絲(3)、合束鏡(4)、非線性介質(zhì)(6)、濾光片(7)和壓縮信號光輸出端口(10)，所述的合束鏡(4)與所述的泵浦光束成45°設置，一信號光經(jīng)所述的信號光輸入端口(9)、信號光衰減片(5)后以45°的入射角射入所述的合束鏡(4)，并與所述的泵浦光合束。
2、 根據(jù)權利要求1所述的壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，其特征在于所 述的'.信號光和泵浦光為高斯光束或準高斯光束。
3、 根據(jù)權利要求1所述的壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，其特征在于所述的泵浦光波長^與信號光波長^滿足關系"s入/、 " 5 。
4、 根據(jù)權利要求1所述的壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，其特征在于所 述的泵浦光強度與信號光強度之比大于1000。
5、 根據(jù)權利要求1所述的壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，其特征在于所述的非線性介質(zhì)(6)對所述的信號光^與泵浦光々的非線性系數(shù)"2為負 值，所述的非線性介質(zhì)(6)為固體、液體或氣體非線性介質(zhì)。
6、 根據(jù)權利要求1至5任一項所述的壓縮比可調(diào)光束壓縮器，其特 征在于所述的合束鏡(4)對所述的泵浦光全透射，而對所述的信號光 451全反射。
專利摘要一種壓縮比可調(diào)的光束壓縮器，由泵浦光輸入端口、泵浦光強衰減片、擴束器、金屬細絲、合束鏡、非線性介質(zhì)、信號光輸入端口、信號光濾光片和壓縮信號光輸出端口構成，自泵浦光輸入端口沿泵浦光束前 進方向依次是泵浦光強衰減片、擴束器、金屬細絲、合束鏡、非線性介質(zhì)、濾光片和壓縮信號光輸出端口，所述的合束鏡與所述的泵浦光束成45度設置，一信號光經(jīng)所述的信號光輸入端口、信號光衰減片后以45度的入射角射入所述的合束鏡，并與所述的泵浦光合束。本實用新型可用強的泵浦光對稱地壓縮成弱的光信號，并且通過調(diào)節(jié)泵浦光的強度控制信號光被壓縮的程度，獲得不同輸出口徑的信號光。
文檔編號G05D25/00GK201004144SQ200720066388
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月17日 優(yōu)先權日2007年1月17日
發(fā)明者江秀娟, 陳險峰 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所