基于信号时域压缩的双路光信号段切换加密系统

摘要

一种基于信号时域压缩的双路光信号段切换加密系统，解决在全光系统中实现光信号分段切换加密的技术问题；系统光路结构：由紫外光激光器输出的直传光束与移频光束相交形成差拍干涉，分别侧写入已蚀刻有掩模的两根相同光纤表面形成栅距为2至5毫米一组的移动腔，用以寄存光信号，移动方向是从输入端向输出端；红光激光器输出光经上述同样处理过程，分别写入同上两根光纤的无掩模的侧面，形成栅距为10至40毫米的移动干涉条纹，从输出端向输入端移动，等间隔匀速擦除由紫外光差拍干涉形成的移动腔，使腔依次失效。通过调整系统参数，实现在同一时刻，两根光纤的对应位置的擦除红光明暗条纹分布相反，使双路输入光信号被压缩切换到一路光信号输出。

说明书

技术领域

本发明涉及全光信号处理技术，特别是涉及一种基于信号时域压缩的双路光信号段时域压缩处理系统的技术。

背景技术

目前所使用的信号段交替互换加密系统多为电子系统，但电子系统具有抗电磁干扰能力很差的缺陷。如果对光信号进行加密处理，就需要在全光系统中外加光-电、电-光转换装置，成为非全光系统，因而存在运行速率低及抗干扰力差双重缺陷。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有寄存功能的且基于信号时域压缩的双路光信号切换加密处理的全光系统。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于信号时域压缩的双路光信号段切换加密处理系统的技术，其特征在于，所述系统的光路结构：紫外光激光器所出的紫外光经分光器、声光调制器得到紫外光直传光束和紫外光移频光束，分别准直扩束后，紫外光直传光束与紫外光移频光束相交形成差拍干涉，分别侧写入已蚀刻有掩模的结构、性质完全相同的两根光纤的表面形成等间隔干涉条纹，构成移动腔，用以寄存光信号，其移动方向是从输入端向输出端移动；红光激光器所出的红光直传光束和红光移频光束，分别准直扩束后，红光直传光束与红光移频光束相交形成差拍干涉，分别各写入该两根光纤的无掩模的一侧面，形成等间隔分布的移动干涉条纹，条纹由输出端向输入端方向匀速移动，从而等间隔匀速擦除由紫外光差拍干涉形成的移动光腔，使部分移动腔失效。两路光脉冲信号分别被耦合输入到移动腔内，并约束在移动腔内，通过调整系统光源参数，使得两根光纤之间写入光栅的移动速度和擦除红光条纹的移动速度都分别相同，同时调整系统干涉光程参数，使得两根光纤之间的擦除红光的相位差正好差半个周期，从而可以实现在同一时刻，两根光纤的对应位置的红光明暗条纹分布完全相反，使得两路光信号可以被分段切换输出为一路光信号。

进一步的，所述的移动腔为栅距为2-5毫米的移动光栅组。

进一步的，所述的分别写入所述两根光纤另一无掩模侧面的形成等间隔分布的移动干涉条纹的栅距为10-40毫米。

进一步的，所述已蚀刻有掩模的两根光纤皆为单模掺铒光纤，且结构、性能完全相同。

进一步的，激励激光器输出波长980纳米的(激励)激光至所述单模掺铒光纤；对波长为1550纳米的信号光产生增益，以补偿时延过程的强度损耗。

利用本发明提供的基于信号时域压缩的双路光信号段切换加密处理系统，采用两路可控时域段压缩、切换光信号的并联输出，从而使得系统的信号切换加密输出相对稳定。

附图说明

图1是本发明实施例的系统原理框图；

图2是本发明实施例的同一时刻两光纤对应位置光栅分布图；

图3是光信号段切换加密前后对照图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

本发明实施例所提供的一种基于信号时域压缩的双路光信号段切换加密系统，其特点是两路信号光脉冲分别由光纤耦合送入输入端口，并寄存在移动光腔内，在移动过程中，写入的移动光栅组从输出端向输入端方向依次被移动红干涉亮光条纹擦除，通过调整直传光束与频移光束的频差，使得两根光纤之间写入光栅的移动速度和擦除红光条纹的移动速度都分别相同，同时调整红光直传光束与红光移频光束的干涉光程参数，使得两根光纤之间的擦除红光的相位差正好差半个周期，从而可以实现如图2所示，在同一时刻，两根光纤的对应位置的红光明暗条纹分布完全相反，使得两路光信号可以被分段切换输出为一路光信号。系统的主要部分完全没有电子元件，为全光系统。

如图1所示，本发明实施例的基于信号时域压缩的双路光信号段切换加密系统中，对于光纤1，由紫外光激光器1所出的紫外光直传光束I 1和紫外光移频光束I 2，分别经准直扩束器准直扩束后，光束I 1与光束I 2以一定的角度相交形成差拍干涉，并分别以一定角度侧写入已蚀刻有掩模的光纤1形成移动的明暗相间的等间隔干涉条纹，形成栅距为几毫米的移动光栅组，即移动腔，本实施例中移动光栅组的栅距为2-5毫米；腔的移动速度与紫外光直传光束I 1和紫外光移频光束I 2的频差有关；同理，红光激光器2所出的红光直传光束I 3和红光移频光束I 4，亦相交形成差拍干涉，以一定角度写入光纤1形成移动的等间隔干涉条纹，红光干涉亮条纹可等间隔的擦除紫外光差拍干涉形成的移动光栅组，从而形成栅距为几十毫米的移动条纹，本实施例中，分别写入所述两根光纤另一无掩模侧面的形成等间隔分布的移动干涉条纹的栅距为10-40毫米；红光的擦除速度由光束I 3和光束I 4的频差决定；同样，对于光纤2，光束II 1和光束II 2形成的移动腔完全同于光束I 1和光束I 2形成的移动腔，光束II 3和光束II 4亦形成与光束I 3和光束I 4形成的移动条纹完全相同的移动擦除红光条纹。光纤1和光纤2的写入光栅的移动速度和擦除红光条纹的移动速度也都分别相同，而两光纤彼此擦除红光的相位差正好差半个周期。两路光信号分别被耦合输入到各自光纤的移动光栅组(移动腔)内，并以往返振荡的形式约束在移动光栅组(移动腔)内，在移动过程中，移动光栅组从输出端向输入端方向依次被移动红干涉亮光条纹擦除，由于在同一时刻，两根光纤的对应位置的红光明暗条纹分布完全相反，从而导致两路光信号被传送到输出端口，可以被分段切换输出为一路光信号。

上述区域红光与紫外光的持续移动光照可用差拍干涉的方法形成。直传光束与由声光调制器移频后的移频光束以一定角度汇合，则形成差拍干涉。这两路光的频率有微小的差值，不会形成稳定干涉条纹，只能按差拍原理形成移动条纹。汇合角度决定了明暗相间的等间隔干涉条纹的宽度，而移频的数值决定了该条纹移动的速度。

图3示意出两路等脉宽信号经压缩、交替混合前后的波形

光脉冲在耦合输入、转移时延及耦合输出过程中均有强度损耗，采用掺铒光纤并用波长980纳米的激光激励，使对波长为1550纳米的信号光产生增益，可补偿全过程的强度损耗。