Línea de retardo de fibra óptica basada en conmutador óptico

Principio de la línea de retardo de fibra óptica

En el procesamiento de señales ópticas, la fibra óptica puede realizar funciones de retardo, ensanchamiento e interferencia de señal, entre otras. La aplicación racional de estas funciones permite el procesamiento de información en el campo óptico. Entre ellas, la función de retardo de la fibra óptica permite convertirla en una línea de retardo de fibra óptica. Por ejemplo, la fibra óptica monomodo convencional, con una longitud de onda de 1550 nm y una distancia de 200 metros, puede alcanzar un retardo de 1 μs, con una pérdida de inserción de tan solo 0,04 dB. En comparación, la pérdida de inserción causada por la línea de retardo de microondas tradicional es de decenas de dB, mientras que la línea de retardo de fibra óptica la reduce en casi dos órdenes de magnitud, lo que mejora significativamente la competitividad de la línea de retardo de fibra óptica. Además, la fibra...línea de retardo ópticoAdemás, se caracteriza por su pequeño tamaño, peso ligero, gran ancho de banda de retardo y una fuerte capacidad antiinterferencia electromagnética. Se ha convertido en un fuerte competidor de las líneas de retardo de microondas, pudiendo reemplazarlas por completo en muchos campos. En comparación con las líneas de retardo de microondas tradicionales, las líneas de retardo de fibra óptica ofrecen un alto ancho de banda de tiempo, lo que indica una buena resolución de medición de frecuencia, alta sensibilidad y alta capacidad de interceptación de señales, cumpliendo con los requisitos de los sistemas de radar de alta resolución, como las líneas de retardo. La frecuencia de operación de las líneas de retardo de fibra óptica (FDL) es muy alta, pudiendo superar con creces los 100 GHz, en comparación con las líneas de retardo de ondas acústicas de superficie (SAF) de cientos de megahercios y las líneas de retardo de CCD (CCD) de decenas de megahercios, en varios órdenes de magnitud. Dado que el futuro radar de comunicaciones y otros sistemas adoptarán la tendencia hacia la banda de alta frecuencia, las líneas de retardo de fibra óptica (FDL) representan una ventaja significativa. Además, la pérdida por retardo unitario es independiente de la frecuencia. Las ventajas únicas de estas líneas de retardo de fibra óptica demuestran sin duda su potencial en el procesamiento de señales.

Aplicación de la línea de retardo de fibra óptica

La función básica de la línea de retardo de fibra óptica es retardar la señal. Mediante este retardo, se logra el almacenamiento óptico y la igualdad de desplazamiento. Tiene una amplia gama de aplicaciones en radares de arreglo en fase, sistemas de comunicación por fibra óptica, sistemas informáticos ópticos y contramedidas electrónicas. En estos radares, la antena de arreglo en fase es el componente principal. Su función principal es modificar el patrón del haz sintetizado para lograr la modificación de la forma del haz y su escaneo rápido. Esta función se logra controlando la información de amplitud y fase de la señal en la unidad de antena, por lo que la línea de retardo es un componente indispensable. En comparación con la línea de retardo de microondas, la FDL ofrece un mayor ancho de banda y evita la inclinación del haz. En antenas de arreglo en fase con control óptico, la FDL permite una asignación de fase precisa y un control de la señal de microondas, además de eliminar el ruido asociado a la señal de eco, lo que la convierte en la mejor opción. En simuladores de blancos de radar, la FDL se utiliza para simular señales a diferentes distancias. Debido a los requisitos de los sistemas de radar modernos para simuladores de blancos, como la alta frecuencia, la alta velocidad de conmutación de blancos y la gran distancia de simulación, las líneas de retardo tradicionales no han satisfecho las necesidades de los sistemas de radar, por lo que las líneas de retardo de fibra óptica se han convertido en la única opción aplicable. Además, en los sistemas de comunicación por fibra óptica, la FDL también puede realizar funciones de codificación y almacenamiento en caché de señales. En resumen, las líneas de retardo de fibra óptica tienen importantes aplicaciones y son irremplazables en numerosos campos, por lo que el estudio de líneas de retardo de fibra óptica de alto rendimiento reviste gran importancia científica para su aplicación.tecnología de fotones de microondas.

Diseño de línea de retardo de fibra óptica

La línea de retardo de fibra óptica, basada en el interruptor óptico, selecciona diferentes trayectorias ópticas para lograr distintos retardos. El principio básico de este esquema es lograr diferentes retardos modificando la trayectoria óptica. Se trata de una típica línea de retardo de fibra óptica discreta, cuya estructura se muestra en la figura.

 

Tras transmitir la señal óptica modulada a través de la fibra óptica, el conjunto de interruptores ópticos selecciona la trayectoria óptica que genera el retardo correspondiente. El retardo requerido se logra activando el interruptor óptico y asegurándose de que los demás interruptores ópticos estén desactivados. La ventaja de este tipo de línea de retardo de fibra óptica reside en su capacidad para lograr un retardo elevado, su método de implementación es sencillo y sus características varían según el tipo de interruptor óptico seleccionado.