CN108227079A - 一种高精度N-bit可调光延时器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高精度N‑bit可调光延时器，主要由光开关芯片、准直透镜阵列、自由空间延时模块、输入输出光纤pigtail、底座组成。其中光开关芯片为多个光开关单元的阵列集成，自由空间延时模块实现多级延时单元的一体化，通过透镜阵列实现两者的高效耦合，最终可实现ps级步长，10‑bit以上的可调光延时器。本发明具有延时精度高、带宽大、体积小、重量轻、易于工艺实现等优点，非常适合光控相控阵雷达系统，特别是机载、星载雷达等领域的应用。
Description
技术领域
本发明涉及光电器件技术领域，特别涉及一种高精度可调谐光延时器。
背景技术
在相控阵雷达系统中，传统电域相控阵天线的移相器配置和微波信号频率有关，这使其瞬时带宽很窄。为实现相控阵雷达的大瞬时带宽，应采用真延时(True Time Delay)技术来代替电域移相器。传统的TTD是由波导或同轴电缆构成，这种对微波信号直接延迟的方法受电回路密度的限制，所构造的时延网络体积庞大而笨重、信号损耗高，无论在性能还是工程上都不具备实用性。将微波信号调制到光上，用光波导做延时回路，即光学真延时技术(OTTD)，器件具有体积小、重量轻、带宽大、传输稳定、无相互辐射干扰的优势，是微波光子学的重要研究领域。
为使天线扫描方向可调，光延时器必须延时长度可调；而为保证天线扫描角度的高分辨率，光延时器的调谐步长应足够小。为满足高波段雷达应用，对于步进式可调光延时器，延时步进一般需达到ps量级，此时可认为这是一种“准连续”的可调光延时器。
目前可调光延时器的实现方案有多种，主要包括“光开关+延迟线”、光学谐振腔、啁啾光栅、光子晶体等。光学谐振腔、啁啾光栅、光子晶体这些方案可以实现光延时的连续调谐，但都属谐振结构，光信号延迟的性能受限于谐振结构本身固有的延迟-带宽积，它们的带宽都比较窄，不能满足宽带雷达的应用需求。“光开关+延迟线”方案可以实现大带宽，但属于步进式可调光延时技术，为了满足高波段雷达应用，它必须延时步长足够小，延时精度足够高。
“光开关+光纤延时”方案是经典的步进式可调光延时技术，但受光纤加工精度限制，延时精度只能做到0.01ns左右，仅适合S波段等低频段应用，且受分立光纤器件的体积重量限制，器件很难实现集成化和小型化，限制了它在机载/星载等领域的应用。
一种新兴技术是“光开关+光波导延时”片上集成的可调光延时技术，其延时精度可达到0.1ps以下，可满足高波段雷达应用的延时精度要求，但它在工艺实现上还存在一些问题。若采用亚微米级的小尺寸波导制作，有波导光传输损耗较大、芯片与光纤的耦合效率较低、延时路径精确控制困难、以及芯片性能对工艺敏感性高等问题；若采用微米级的大尺寸波导，波导的弯曲半径则较大，可实现的延时器bit数较少，不能满足应用需求。此外，片上集成的多bit光延时器，由于材料折射率的温度相关性，温度变化导致的延时变化量很容易与延时步进相当甚至超出延时步进，因而器件必须要有温控措施。总之，目前片上集成的“光开关+光波导延时”可调光延时技术离实用化还存在较远距离。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提出一种高精度可调光延时器，它的延时调谐步长可达1ps，延时精度可达0.1ps，同时具有带宽大、体积小、调谐速度快、易于工艺实现等优点，能够满足光控相控阵宽带雷达的应用需求。
本发明公开的技术方案如下：
采用二进制“光开关+光延时”拓扑结构，器件主要由光开关芯片、准直透镜阵列、自由空间延时模块、输入输出光纤Pigtail、底座组成。对于N-bit可调光延时器，光开关芯片需包含N+1个光开关单元，自由空间延时模块需构造出N个自由空间延时单元，各级延时单元包含两个延时通道，分别与光开关单元的两个输入/输出口相连，每一级延时单元中两个延时通道的延时长度差呈2倍关系递增。光信号由光纤输入，经第1个光开关单元时进行延时路径选择，选择进入第1级延时单元的某个延时通道，再经第2个光开关单元选择第2级延时通道，依次类推，直至经过第N级延时通道，然后经过第N+1个光开关单元切换至输出端，光信号经延时后从光纤输出。
所述的光开关可以利用电光效应、热光效应、等离子色散效应等实现“开”、“关”状态控制，可以基于硅基SOI(Silicon On Insulator)材料、有机聚合物材料等。光开关芯片有两种可能构成：一种是N+1个光开关单元全是2×2光开关；另一种是第1个、第N+1个光开关是1×2光开关，其余全是2×2光开关。光开关芯片中所有光开关单元并列排布构成阵列。为便于透镜阵列加工，光开关阵列的输入/输出波导一般呈等间距分布，或呈最小间距的整数倍分布。
为增加回波损耗，可以对芯片输入/输出波导端面进行垂直或水平斜抛光处理，也可在芯片设计时使输入/输出光波导与芯片端面法线成一定倾斜角度。
所述的自由空间延时模块包括两个部分，分别置于光开关芯片的两端，相邻延时单元分别位于两部分延时模块中。每个延时单元由两个延时路径组成，两个路径的延时之差随级数呈2倍递增。每个延时路径由两个反射镜实现光路折返，从而送入下一级光开关。通过对反射镜位置设计来实现延时长度设计，所有反射镜通过高精度贴片和胶粘合工艺贴合于带位置刻线的基板上构成一体化的延时模块。
所述的透镜阵列采用等间距透镜设计，其间距等于光开关输入/输出端的最小间距。透镜阵列的所有透镜焦距可以设计为相同，也可以设计为非均匀焦距的透镜阵列，以使各透镜的耦合效率与相应光程更匹配，这取决于耦合效率与工艺复杂度的权衡。
所述的输入输出光纤pigtail是带自聚焦透镜的光纤尾纤，自聚焦透镜与准直透镜阵列、芯片波导耦合，通过光纤实现光信号的输入输出。
所述的底座是为了实现光开关芯片、准直透镜阵列、自由空间延时模块、输入输出光纤Pigtail等部件的最佳耦合光路及可靠固定连接而设计的基底安装平台，它应选择热膨胀系数较低的材料，其机械结构也应具有较低的温度敏感性。光开关芯片、准直透镜阵列、反射镜及衬底、输入输出光纤Pigtail等部件与底座通过胶水固化粘结在一起，保持相对位置的固定。准直透镜阵列位于光开关芯片的两侧，对芯片波导出射光斑准直。输入输出光纤Pigtail通过胶水粘结固定在反射镜的基板上与准直透镜耦合。
本发明的优点在于：与传统“光开关+光纤延时”可调光延时器相比，延时步长和延时精度大幅度改进，并且体积小，重量轻，使其在光控相控阵雷达系统，特别是机载、星载雷达领域的应用性很强；与片上集成的“光开关+光波导延时”可调光延时器相比，工艺可行性强得多，并且光延时长度不受温度变化的影响。
附图说明
图1是本发明采用的可调光延时拓扑结构示意图。
图2是本发明公开的9-bit光延时器示例的结构示意图。
图3是本发明公开的光开关阵列排布示意图。
图4是本发明公开的芯片光波导端面垂直斜抛光处理示意图。
图5是本发明公开的芯片光波导端面水平斜抛光示例一示意图。
图6是本发明公开的芯片光波导端面水平斜抛光示例二示意图。
图7是本发明公开的芯片光波导倾斜设计示意图。
图8是本发明公开的自由空间单元延时路径示例一的示意图。
图9是本发明公开的自由空间单元延时路径示例二的示意图。
图10是本发明公开的透镜阵列示意图。
图11是本发明公开的底座平台结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进行详细地说明：
本发明提出了一种“光开关+自由空间光延时”的新型可调光延时器，其采用二进制拓扑结构。如图1所示，各级光延时单元有两条延时通道，两者延时长度之差分别为ΔL、2ΔL、4ΔL……2n-1ΔL，其中n为延时器的bit数，ΔL为延时器的调谐步长。图中第1、第N+1个光开关也可以用2×2光开关替代。
图2给出了一个本发明公开的9-bit光延时器示例的结构示意图。图中1为光开关芯片，由10个2×2光开关阵列构成，2为准直透镜阵列，3为反射镜，4为反射镜基底平台，5为输入/输出光纤Pigtail。如图2所示，2×2光开关单元可以实现“直通”、“交叉”两种传输状态切换，通过每一级光开关单元的状态切换实现延时通道选择。一系列反射镜与基底平台构成两个自由空间光延时模块，分别位于光开关芯片两侧。光开关芯片和自由空间光延时模块通过准直透镜阵列实现高效耦合。输入/输出光纤Pigtail通过准直透镜分别耦合至第1级与最后1级光开关单元的输出端。由此，对于本例的9-bit光延时器，通过控制每一级光开关单元的传输状态控制，即可实现以ΔL为步长、29步数的可调延时。
光开关阵列排布如图3所示。图中间距a为同一个2×2光开关单元两个输入/输出波导的中心距，间距b为相邻光开关单元的相邻输入/输出波导的中心距。为便于准直透镜阵列加工，所有光开关单元应等间距排布，且图中间距a和b应满足整数倍关系，其中较小的间距即为透镜阵列中相邻透镜的中心距。本例中给出了一种最简单的情况，即a＝b，也等于透镜阵列的相邻透镜中心距。本发明并不对光开关的控制机制、芯片材料作任何限制，如控制机制可以是热光效应、电光效应、等离子色散效应、MEMS等，芯片材料可以是硅(含SOI)、有机聚合物等。本例中采用SOI材料，基于等离子色散效应的关开关技术。
为增加回波损耗，芯片波导的入射光与芯片端面法线可设计有一定的角度，称为倾斜入射，为使该倾斜入射光高效率地耦合入芯片光波导，光波导与芯片端面法线也应保持一定角度。该倾斜角度有多种实现方案，包括对芯片端面的垂直斜抛光、水平斜抛光，或在芯片设计时就使光波导与芯片端面法线保持该倾斜角度。
图4给出了一种对光开关芯片的波导端面进行垂直斜抛光处理示例的示意图。图中1为芯片衬底材料，2为芯片光波导层，3为芯片垂直斜抛光角度，4为透镜阵列，图中点划线标出了入射光斑的轮廓示意。本例中垂直斜抛光处理是上窄下宽式倾斜，也可上宽下窄式斜抛光处理。可对与透镜阵列耦合的芯片两个端面均进行垂直斜抛光处理，也可只对与输入/输出光纤耦合的芯片端面进行垂直斜抛光处理。
图5给出了一种对光开关芯片的波导端面进行水平斜抛光处理示例的示意图。图中1为芯片，2为透镜阵列，3为芯片中光波导，4为芯片水平斜抛光角度，图中点划线标出了光路示意。可对与透镜阵列耦合的芯片两个端面均进行水平斜抛光处理，也可只对与输入/输出光纤耦合的芯片端面进行水平斜抛光处理。
图6给出了另一种对光开关芯片的波导端面进行水平斜抛光处理示例的示意图。图中1为芯片，2为透镜阵列，3为芯片中光波导，4为芯片水平斜抛光角度，图中点划线标出了光路示意。芯片抛光方式与图5所示的示例相同，只是本例中透镜阵列的各个透镜单元采用倾斜式设计，因此耦合至自由空间的光路有所不同。
图7给出了一种芯片光波导倾斜设计示例的示意图。图中1为芯片，2为透镜阵列，3为芯片中光波导，图中点划线标出了光路示意。本示例未对芯片进行斜抛光处理，而在芯片设计时使输入/输出光波导与芯片端面法线成一定倾斜角度。本例中芯片两端光波导均进行了倾斜设计，也可只对与输入/输出光纤耦合的一端进行倾斜光波导设计。
图8给出了一种自由空间单元延时路径示例的示意图。其中一个光延时回路为：光信号经第i个(1≤i≤N)光开关单元的上路输出端输出，通过透镜耦合至自由空间，经过自由空间光延时模块的反射镜实现光路反折，再通过透镜耦合至第i+1个光开关单元的下路输出端。另一个光延时回路为：光信号从第i个光开关的下路输出端输出，通过自由空间光延时模块中光路反折后耦合输入至第i+1个光开关的上路输入端。为简便起见，本实例设定所有反射镜与入射光线成45°角。如图所示，4个对称放置的反射镜构成了两条光路，其光程分别为L1、L2，L1与L2的光程差即该级延时单元的可调延时长度。如前所述，相邻级延时单元的可调延时长度呈2倍递增。在设计中，对各级延时单元L1与L2的光程差需精确控制使之满足二进制递增要求，而对L1或L2的绝对长度无需严格控制。L1和L2孰长孰短并不重要，只要工艺可实现即可。本例给出一种较简单的示例，即每一级延时单元均是L2较L1长。
图9给出了另一种自由空间单元延时路径示例的示意图。其中一个光延时回路为：光信号经第i个光开关单元的上路输出端输出，通过透镜耦合至自由空间，经过自由空间光延时模块的反射镜实现光路反折，再通过透镜耦合至第i+1个光开关单元的上路输出端。另一个光延时回路为：光信号从第i个光开关的下路输出端输出，通过自由空间光延时模块中光路反折后耦合输入至第i+1个光开关的下路输入端。
图10是本发明公开的准直透镜阵列示意图。如图10所示，准直透镜在同一方向上按一定间距排列，透镜间距与波导芯片通道的间距相对应。与光开关芯片波导间距相对应，图10给出了一种中心距均匀分布的透镜阵列示例。所有透镜中心轴线在排列方向上相互平行，透镜的球面在同一侧，非球面在另一侧。透镜阵列的所有透镜焦距可以设计为相同，也可以设计为非均匀焦距的透镜阵列，以使各透镜的耦合效率与相应光程更匹配，这取决于耦合效率与工艺复杂度的权衡。对于所有透镜焦距相同的透镜阵列设计，因为不同透镜所对应的光程不同，而光程不等时耦合效率也不同。为使最大光程与最小光程的耦合效率差异足够小，透镜的光斑直径应选择足够大。
图11是本发明公开的底座平台结构示意图。如图11所示，1为平台底座，2为光开关阵列芯片，3为准直透镜阵列，4为自由空间光延时模块。底座平台可采用金属或非金属材质，平台中间为波导芯片放置区，两端分别为透镜阵列放置区和自由空间延时模块放置区。各个区域保持面平行，各个面根据波导芯片、透镜阵列和延时模块高度的差异在高度有所不同，目的是为了保持芯片光波导中心与透镜中心、反射镜中心组成的光路共面。为使整体器件的温度稳定性更高，光开关芯片、自由空间光延时模块、透镜阵列宜选择相同的基底材料，或者热膨胀率相近的材料。
以上实施方式对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施方式中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种高精度N-bit(N≥1)可调光延时器，主要由光开关芯片、自由空间光延时模块、透镜阵列、输入/输出光纤Pigtail、底座组成，其特征在于：
a)所述N-bit可调光延时器包含N级可调光延时单元，每个光延时单元包含2个光延时回路，2个光延时回路的光程差即构成该光延时单元的可调光延时长度。所述N个可调光延时单元的光程差满足20ΔL、21ΔL……2N-1ΔL关系，其中ΔL表示可调光延时步长。
b)所述光开关芯片包括N+1个光开关单元，N+1个光开关单元由上至下并列排布，其中与输入光纤相耦合连接的为第1个光开关单元，与输出光纤相耦合连接的为第N+1个光开关单元，所述第1个光开关单元为2×2或1×2光开关，所述第N+1个光开关单元为2×2或2×1光开关，其余N-1个光开关单元均为2×2光开关。
c)所述2×2光开关包括2个输入端和2个输出端，分别为上路输入端、下路输入端、上路输出端、下路输出端，1×2光开关包括1个输入端和2个输出端，其中2个输出端分别为上路输出端、下路输出端，2×1光开关包括2个输入端和1个输出端，其中2个输入端分别为上路输入端、下路输入端。所述上路指2个输入端或输出端中靠近上侧的端口，下路指2个输入端或输出端中靠近下侧的端口。
d)所述第i级(1≤i≤N)可调光延时单元的2个光延时回路，其回路构造方式是，其中一个光延时回路中的光信号经第i个光开关单元的某个输出端输出，通过透镜耦合至自由空间，经过自由空间光延时模块的反射镜实现光路反折，再通过透镜耦合至第i+1个光开关单元的某个输入端，另一个光延时回路中的光信号从第i个光开关的另一个输出端输出，通过自由空间光延时模块中光路反折后耦合输入至第i+1个光开关的另一个输入端。
e)所述自由空间光延时由两部分光延时模块组成，分别置于光开关芯片的两侧，各级光延时单元间插设置于两部分延时模块中。
f)所述光延时模块由一系列反射镜与衬底材料构成，通过反射镜排布设计实现各级可调光延时长度。
g)所述的光开关芯片光输入/输出波导与自由空间光延时模块，两者通过透镜阵列进行耦合。
h)所述光开关芯片、自由空间光延时模块、透镜阵列、输入/输出光纤Pigtail等部件，通过所述的底座机械结构来实现彼此间最佳耦合及相对位置固定。
2.如权利要求1所述的第i级可调光延时单元，其特征在于：其中一个光延时回路中的光信号经第i个光开关单元的上路输出端输出，通过透镜耦合至自由空间，经过自由空间光延时模块的反射镜实现光路反折，再通过透镜耦合至第i+1个光开关单元的下路输入端，另一个光延时回路中的光信号从第i个光开关的下路输出端输出，通过自由空间光延时模块中光路反折后耦合输入至第i+1个光开关的上路输入端。
3.如权利要求1所述的第i级可调光延时单元，其特征在于：其中一个光延时回路中的光信号经第i个光开关单元的上路输出端输出，通过透镜耦合至自由空间，经过自由空间光延时模块的反射镜实现光路反折，再通过透镜耦合至第i+1个光开关单元的上路输入端，另一个光延时回路中的光信号从第i个光开关的下路输出端输出，通过自由空间光延时模块中光路反折后耦合输入至第i+1个光开关的下路输入端。
4.如权利要求1所述的光延时单元，其延时回路可由相邻的光开关单元+自由空间延时来构造，也可以由间隔的光开关单元+自由空间延时来构造。
5.如权利要求1所述的N级可调光延时单元，只需构成如权利要求1所述的N个长度不等的光程差，但对各级光延时单元构造光程差的先后顺序并不限制。
6.如权利要求1所述的光开关芯片，可以利用热光效应、电光效应、等离子色散效应、或MEMS物理机制实现，可以基于硅、有机聚合物材料实现。
7.如权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于：通过对芯片波导端面进行垂直斜抛光处理以增加回波损耗。
8.如权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于：通过对芯片波导端面进行水平斜抛光处理以增加回波损耗。
9.如权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于：设计使芯片输入/输出波导与芯片端面法线成一定角度倾斜。
10.如权利要求1所述的透镜阵列，其特征在于：各个透镜单元采用非均匀或均匀焦距。
11.如权利要求1所述的自由空间延时模块，其特征在于：通过在衬底上刻蚀形成位置标线来实现反射镜的精确定位。
12.如权利要求1所述的底座和自由空间延时模块衬底，其特征在于：避免选用温度敏感性材料和机械结构。
13.如权利要求1所述的输入/输出光纤Pigtail，其特征在于：是带自聚焦透镜的光纤尾纤。
14.如权利要求8所述的光延时器，其特征在于：透镜阵列的各个透镜单元采用倾斜式设计。
15.如权利要求9所述的光延时器，其特征在于：透镜阵列的各个透镜单元采用倾斜式设计。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110727053A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种基于磨抛工艺的高精度光纤延时调节方法 |
| CN112485777A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-12 | 浙江大学 | 基于可插拔式收发组件的光控微波相控阵雷达系统及反馈控制方法 |
| CN113189706A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种集成可调硅光延时单元及延时线 |
| CN113376753A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-10 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种多阶级联光信号延时量可调的延时装置 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455878A (en) * | 1994-08-15 | 1995-10-03 | The Boeing Company | Programmable signal time delay device using electro-optic and passive waveguide circuits on planar substrates |
| US5701372A (en) * | 1996-10-22 | 1997-12-23 | Texas Instruments Incorporated | Hybrid architecture for integrated optic switchable time delay lines and method of fabricating same |
| US5751419A (en) * | 1996-01-08 | 1998-05-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical delay apparatus |
| US6498673B1 (en) * | 2000-01-19 | 2002-12-24 | At&T Corp. | Micro-machined tunable delay line |
| CN1397815A (zh) * | 2002-06-26 | 2003-02-19 | 天津大学 | 一种可调光延迟线的微光电机械 |
| US20040080705A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-04-29 | Seungug Koh | Wide-range and high-resolution variable optical delay |
| CN101021597A (zh) * | 2007-02-16 | 2007-08-22 | 浙江大学 | 微小相位延迟量光延迟线阵列开关 |
| CN101561296A (zh) * | 2009-05-19 | 2009-10-21 | 北京航空航天大学 | 一种光纤延迟量的低相干测量方法及系统 |
| CN103278889A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-04 | 上海交通大学 | 前馈式可调光延迟线 |
| CN103529521A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 基于串联光开关的光延迟结构及数控集成光子延迟装置 |
| CN203551774U (zh) * | 2013-10-24 | 2014-04-16 | 无锡市星迪仪器有限公司 | 激光测距仪标定系统 |
| CN105842781A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-10 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 基于集成光波导的大范围连续可调延时线器件 |
| CN207096498U (zh) * | 2016-12-09 | 2018-03-13 | 上海信及光子集成技术有限公司 | 一种高精度N‑bit可调光延时器 |
-
2016
- 2016-12-09 CN CN201611149460.6A patent/CN108227079A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455878A (en) * | 1994-08-15 | 1995-10-03 | The Boeing Company | Programmable signal time delay device using electro-optic and passive waveguide circuits on planar substrates |
| US5751419A (en) * | 1996-01-08 | 1998-05-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical delay apparatus |
| US5701372A (en) * | 1996-10-22 | 1997-12-23 | Texas Instruments Incorporated | Hybrid architecture for integrated optic switchable time delay lines and method of fabricating same |
| US6498673B1 (en) * | 2000-01-19 | 2002-12-24 | At&T Corp. | Micro-machined tunable delay line |
| CN1397815A (zh) * | 2002-06-26 | 2003-02-19 | 天津大学 | 一种可调光延迟线的微光电机械 |
| US20040080705A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-04-29 | Seungug Koh | Wide-range and high-resolution variable optical delay |
| CN101021597A (zh) * | 2007-02-16 | 2007-08-22 | 浙江大学 | 微小相位延迟量光延迟线阵列开关 |
| CN101561296A (zh) * | 2009-05-19 | 2009-10-21 | 北京航空航天大学 | 一种光纤延迟量的低相干测量方法及系统 |
| CN103278889A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-04 | 上海交通大学 | 前馈式可调光延迟线 |
| CN203551774U (zh) * | 2013-10-24 | 2014-04-16 | 无锡市星迪仪器有限公司 | 激光测距仪标定系统 |
| CN103529521A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-01-22 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 基于串联光开关的光延迟结构及数控集成光子延迟装置 |
| CN105842781A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-10 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 基于集成光波导的大范围连续可调延时线器件 |
| CN207096498U (zh) * | 2016-12-09 | 2018-03-13 | 上海信及光子集成技术有限公司 | 一种高精度N‑bit可调光延时器 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110727053A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种基于磨抛工艺的高精度光纤延时调节方法 |
| CN110727053B (zh) * | 2019-10-31 | 2020-07-14 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种基于磨抛工艺的高精度光纤连接结构的制备方法 |
| CN112485777A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-12 | 浙江大学 | 基于可插拔式收发组件的光控微波相控阵雷达系统及反馈控制方法 |
| CN112485777B (zh) * | 2020-11-19 | 2024-05-10 | 浙江大学 | 基于可插拔式收发组件的光控微波相控阵雷达系统及反馈控制方法 |
| CN113189706A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种集成可调硅光延时单元及延时线 |
| CN113376753A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-10 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种多阶级联光信号延时量可调的延时装置 |
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