光纖色散在光信息處理中的應用探析

楊子浛

摘要：隨著社會經濟和科技的高速發展，傳統的電子科技早已難以滿足人們的信息需求。因此，新興的光纖技術應運而生，作為一種新型的信息載體它具有素質快、質量高等多方面的優勢。目前，光纖色散在光信息處理中的應用越來越廣泛。本文重點分析了光纖色散在光信息處理中的應用，以供相關人士參考借鑒。

關鍵詞：光纖色散；光信息；應用

如今已進入大數據時代，信息規模不斷擴大，傳統電子技術難以處理越發海量的信息，其信息搭載的局限性就越發突出。而光纖技術則因容量大、速度快以及質量高的優勢受到人們的關注和喜愛。其中，光線色散在光信息處理中的應用也就更為人所重視。因此，本文對光纖色散的應用分析具有十分重要的現實意義。

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或光脈沖信息因各自保持不同的頻率模式，在經過不同速度的傳播后而出現的信號失真現象，該現象也常被稱為脈沖拓展現象。一般情況下，光纖色散可分為模式色散、材料色散以及波導色散三種類型。在光處理技術的不斷發展過程中，科研人員已經研發出了不少成熟的光纖色散技術，該技術的應用優越性也將被不斷凸顯。

2光纖色散的應用

2.1光模數轉換技術

目前，在國防、工業以及通信等領域得到廣泛應用的高速光網以及無線雷達等新興技術若仍應用傳統的電子模數轉換技術，其速度和性能必將不能得到充分發揮。而光模數轉換技術恰恰可以解決這一難題，如在無線雷達應用過程中，若搭載了時域展寬特性基礎上的光模數轉換技術，這一技術極高的比特精準度將保證進行大容量信息傳播的同時確保傳播的高速度，這就使得無線雷達運行中的技術表現和響應效果將更為出色。并且隨著光模數轉換技術的進一步研究，它的轉換效率將更為出眾，轉換性能也更加成熟穩定。在現階段的實際應用過程中，光模數轉換技術還普遍存在著成本高以及速度受限等問題，但能夠實現由光信息轉換為電子信息的非線性光纖技術的應用，在一定程度上破解了光模數轉換技術所面臨的困境。

2.2串行編碼技術

傳統的快速成像技術因為應用相機的低速以及低像素的限制難以滿足當下人民對圖像成像高速高效的需求，而光信息處理應用中的圖像串行編碼技術卻在圖像成像方面顯示出了極大的技術優越性。串行編碼技術主要應用于圖像信息處理，該技術的應用原理是利用光纖的色散特性，將包含在光譜內的圖像信息在時域中鋪陳開來，使得處于不同空間位置的圖像信息都能在光譜上實現直接映射，其在不使用陳列式光轉換設備的前提下，大大提高了圖像成像速度。因此，串行編碼技術受到了廣泛的青睞和應用，其必定有極為光明的應用前景。

2.3時間透鏡技術

依據相關報道顯示，國外某科研機構正在進行時間透鏡的研制和開發。而所謂的時間透鏡就是指一種能夠實現光數據加速的硅芯片設備，在具體實驗過程中，科研人員將一束2.5納米長的激光束射向并穿透時間透鏡，經過數據驗證，科研人員發現，時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。這一實驗有力證明了時間透鏡在提高光纖傳播速度上的突出特性。時間透鏡技術在使用過程中可實現光信號的直接壓縮或擴大，也可完美解決光脈沖在時域和領域之間的轉換，因此，該技術目前已應用于光信息傳播、光信息處理以及圖像成像等多個領域。但時間透鏡技術在應用過程中的分辨度呈現上仍存在著較大的問題，這也成為了眾多科研人員的重點研究領域。最終，康奈爾大學的科研人員經過長期研究終于研發出了高分辨率的時光透鏡技術。

2.4色度色散技術

在光纖色散技術應用過程中，科研人員發現，該技術在應用于某些波長時表現效果較差。因此，色度色散技術順勢而生，其可有效增大光線色散的波長。該技術的應用原理為利用衍射光柵技術將空間中不同頻度的光進行分離，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生截然不同的光傳播模式，從而在光波長與光傳播模式之間建立起一種獨特的相對應的聯系。在光脈沖輸入到多模光纖之后，通過色度色散技術實現光脈沖寬度上的擴大和伸展，從而使得不同的光波長之間出現不同的色散表現。

2.5全光積分器技術

在光處理技術實際操作中，科研人員常常應用色度色散技術來進行延時，但隨著光纖色散技術的不斷發展，科研人員發現，在利用色度色散集輸進行延時的過程中會在很大程度上造成光纖長度的縮小。而應用基于模式色散的全光積分處理器進行延時時，光脈沖波長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一樣，需控制光源的光譜就能平衡功率才能實現延時部分與疊加部分保持能量均衡，其只需通過各種技術的使用實現各模式之間承載的功率相同，從而該技術可以借助不同的色散表現來完成更為復雜的邏輯處理。但全光積分器技術的使用必須滿足一個前提條件，就是將各模式所承載的功率保持在同一條水平線上，避免出現功率波動的情況，從而使積分器不會受到其它各種因素的影響。

3結論

除了上文提到的光模數轉換技術串行編碼技術、時光透鏡技術、色度色散技術以及全光積分器技術之外，越來越多的新型光纖色散技術也正被研究和開發。隨著光纖技術的高速發展，作為其中重要信息處理技術的光纖色散技術在今后必定將發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：

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