楊子浛

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的電子科技早已難以滿足人們的信息需求。因此，新興的光纖技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，作為一種新型的信息載體它具有素質(zhì)快、質(zhì)量高等多方面的優(yōu)勢(shì)。目前，光纖色散在光信息處理中的應(yīng)用越來越廣泛。本文重點(diǎn)分析了光纖色散在光信息處理中的應(yīng)用，以供相關(guān)人士參考借鑒。

關(guān)鍵詞：光纖色散；光信息；應(yīng)用

如今已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)電子技術(shù)難以處理越發(fā)海量的信息，其信息搭載的局限性就越發(fā)突出。而光纖技術(shù)則因容量大、速度快以及質(zhì)量高的優(yōu)勢(shì)受到人們的關(guān)注和喜愛。其中，光線色散在光信息處理中的應(yīng)用也就更為人所重視。因此，本文對(duì)光纖色散的應(yīng)用分析具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1光纖色散的概念

所謂的光纖色散，就是指在光纖中所傳播的光源信號(hào)或光脈沖信息因各自保持不同的頻率模式，在經(jīng)過不同速度的傳播后而出現(xiàn)的信號(hào)失真現(xiàn)象，該現(xiàn)象也常被稱為脈沖拓展現(xiàn)象。一般情況下，光纖色散可分為模式色散、材料色散以及波導(dǎo)色散三種類型。在光處理技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，科研人員已經(jīng)研發(fā)出了不少成熟的光纖色散技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)越性也將被不斷凸顯。

2光纖色散的應(yīng)用

2.1光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)

目前，在國(guó)防、工業(yè)以及通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的高速光網(wǎng)以及無線雷達(dá)等新興技術(shù)若仍應(yīng)用傳統(tǒng)的電子模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，其速度和性能必將不能得到充分發(fā)揮。而光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)恰恰可以解決這一難題，如在無線雷達(dá)應(yīng)用過程中，若搭載了時(shí)域展寬特性基礎(chǔ)上的光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，這一技術(shù)極高的比特精準(zhǔn)度將保證進(jìn)行大容量信息傳播的同時(shí)確保傳播的高速度，這就使得無線雷達(dá)運(yùn)行中的技術(shù)表現(xiàn)和響應(yīng)效果將更為出色。并且隨著光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的進(jìn)一步研究，它的轉(zhuǎn)換效率將更為出眾，轉(zhuǎn)換性能也更加成熟穩(wěn)定。在現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用過程中，光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)還普遍存在著成本高以及速度受限等問題，但能夠?qū)崿F(xiàn)由光信息轉(zhuǎn)換為電子信息的非線性光纖技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上破解了光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)所面臨的困境。

2.2串行編碼技術(shù)

傳統(tǒng)的快速成像技術(shù)因?yàn)閼?yīng)用相機(jī)的低速以及低像素的限制難以滿足當(dāng)下人民對(duì)圖像成像高速高效的需求，而光信息處理應(yīng)用中的圖像串行編碼技術(shù)卻在圖像成像方面顯示出了極大的技術(shù)優(yōu)越性。串行編碼技術(shù)主要應(yīng)用于圖像信息處理，該技術(shù)的應(yīng)用原理是利用光纖的色散特性，將包含在光譜內(nèi)的圖像信息在時(shí)域中鋪陳開來，使得處于不同空間位置的圖像信息都能在光譜上實(shí)現(xiàn)直接映射，其在不使用陳列式光轉(zhuǎn)換設(shè)備的前提下，大大提高了圖像成像速度。因此，串行編碼技術(shù)受到了廣泛的青睞和應(yīng)用，其必定有極為光明的應(yīng)用前景。

2.3時(shí)間透鏡技術(shù)

依據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示，國(guó)外某科研機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行時(shí)間透鏡的研制和開發(fā)。而所謂的時(shí)間透鏡就是指一種能夠?qū)崿F(xiàn)光數(shù)據(jù)加速的硅芯片設(shè)備，在具體實(shí)驗(yàn)過程中，科研人員將一束2.5納米長(zhǎng)的激光束射向并穿透時(shí)間透鏡，經(jīng)過數(shù)據(jù)驗(yàn)證，科研人員發(fā)現(xiàn)，時(shí)間透鏡不僅能保證激光束的編碼信息的完整性，更能大大提高信息傳播速度。這一實(shí)驗(yàn)有力證明了時(shí)間透鏡在提高光纖傳播速度上的突出特性。時(shí)間透鏡技術(shù)在使用過程中可實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的直接壓縮或擴(kuò)大，也可完美解決光脈沖在時(shí)域和領(lǐng)域之間的轉(zhuǎn)換，因此，該技術(shù)目前已應(yīng)用于光信息傳播、光信息處理以及圖像成像等多個(gè)領(lǐng)域。但時(shí)間透鏡技術(shù)在應(yīng)用過程中的分辨度呈現(xiàn)上仍存在著較大的問題，這也成為了眾多科研人員的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。最終，康奈爾大學(xué)的科研人員經(jīng)過長(zhǎng)期研究終于研發(fā)出了高分辨率的時(shí)光透鏡技術(shù)。

2.4色度色散技術(shù)

在光纖色散技術(shù)應(yīng)用過程中，科研人員發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)在應(yīng)用于某些波長(zhǎng)時(shí)表現(xiàn)效果較差。因此，色度色散技術(shù)順勢(shì)而生，其可有效增大光線色散的波長(zhǎng)。該技術(shù)的應(yīng)用原理為利用衍射光柵技術(shù)將空間中不同頻度的光進(jìn)行分離，其后將分離所得的光以不同的角度輸入到多模光纖之中以產(chǎn)生截然不同的光傳播模式，從而在光波長(zhǎng)與光傳播模式之間建立起一種獨(dú)特的相對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。在光脈沖輸入到多模光纖之后，通過色度色散技術(shù)實(shí)現(xiàn)光脈沖寬度上的擴(kuò)大和伸展，從而使得不同的光波長(zhǎng)之間出現(xiàn)不同的色散表現(xiàn)。

2.5全光積分器技術(shù)

在光處理技術(shù)實(shí)際操作中，科研人員常常應(yīng)用色度色散技術(shù)來進(jìn)行延時(shí)，但隨著光纖色散技術(shù)的不斷發(fā)展，科研人員發(fā)現(xiàn)，在利用色度色散集輸進(jìn)行延時(shí)的過程中會(huì)在很大程度上造成光纖長(zhǎng)度的縮小。而應(yīng)用基于模式色散的全光積分處理器進(jìn)行延時(shí)時(shí)，光脈沖波長(zhǎng)和光源通通無法影響到處理器的使用。全光積分器的使用無需像色度色散技術(shù)一樣，需控制光源的光譜就能平衡功率才能實(shí)現(xiàn)延時(shí)部分與疊加部分保持能量均衡，其只需通過各種技術(shù)的使用實(shí)現(xiàn)各模式之間承載的功率相同，從而該技術(shù)可以借助不同的色散表現(xiàn)來完成更為復(fù)雜的邏輯處理。但全光積分器技術(shù)的使用必須滿足一個(gè)前提條件，就是將各模式所承載的功率保持在同一條水平線上，避免出現(xiàn)功率波動(dòng)的情況，從而使積分器不會(huì)受到其它各種因素的影響。

3結(jié)論

除了上文提到的光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)串行編碼技術(shù)、時(shí)光透鏡技術(shù)、色度色散技術(shù)以及全光積分器技術(shù)之外，越來越多的新型光纖色散技術(shù)也正被研究和開發(fā)。隨著光纖技術(shù)的高速發(fā)展，作為其中重要信息處理技術(shù)的光纖色散技術(shù)在今后必定將發(fā)揮出越來越大的作用，從而為人們的生活提供更多的便利。

參考文獻(xiàn)：

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