光纤色散在光信息处理中的应用探析

杨子浛

摘要：随着社会经济和科技的高速发展，传统的电子科技早已难以满足人们的信息需求。因此，新兴的光纤技术应运而生，作为一种新型的信息载体它具有素质快、质量高等多方面的优势。目前，光纤色散在光信息处理中的应用越来越广泛。本文重点分析了光纤色散在光信息处理中的应用，以供相关人士参考借鉴。

关键词：光纤色散；光信息；应用

如今已进入大数据时代，信息规模不断扩大，传统电子技术难以处理越发海量的信息，其信息搭载的局限性就越发突出。而光纤技术则因容量大、速度快以及质量高的优势受到人们的关注和喜爱。其中，光线色散在光信息处理中的应用也就更为人所重视。因此，本文对光纤色散的应用分析具有十分重要的现实意义。

1光纤色散的概念

所谓的光纤色散，就是指在光纤中所传播的光源信号或光脉冲信息因各自保持不同的频率模式，在经过不同速度的传播后而出现的信号失真现象，该现象也常被称为脉冲拓展现象。一般情况下，光纤色散可分为模式色散、材料色散以及波导色散三种类型。在光处理技术的不断发展过程中，科研人员已经研发出了不少成熟的光纤色散技术，该技术的应用优越性也将被不断凸显。

2光纤色散的应用

2.1光模数转换技术

目前，在国防、工业以及通信等领域得到广泛应用的高速光网以及无线雷达等新兴技术若仍应用传统的电子模数转换技术，其速度和性能必将不能得到充分发挥。而光模数转换技术恰恰可以解决这一难题，如在无线雷达应用过程中，若搭载了时域展宽特性基础上的光模数转换技术，这一技术极高的比特精准度将保证进行大容量信息传播的同时确保传播的高速度，这就使得无线雷达运行中的技术表现和响应效果将更为出色。并且随着光模数转换技术的进一步研究，它的转换效率将更为出众，转换性能也更加成熟稳定。在现阶段的实际应用过程中，光模数转换技术还普遍存在着成本高以及速度受限等问题，但能够实现由光信息转换为电子信息的非线性光纤技术的应用，在一定程度上破解了光模數转换技术所面临的困境。

2.2串行编码技术

传统的快速成像技术因为应用相机的低速以及低像素的限制难以满足当下人民对图像成像高速高效的需求，而光信息处理应用中的图像串行编码技术却在图像成像方面显示出了极大的技术优越性。串行编码技术主要应用于图像信息处理，该技术的应用原理是利用光纤的色散特性，将包含在光谱内的图像信息在时域中铺陈开来，使得处于不同空间位置的图像信息都能在光谱上实现直接映射，其在不使用陈列式光转换设备的前提下，大大提高了图像成像速度。因此，串行编码技术受到了广泛的青睐和应用，其必定有极为光明的应用前景。

2.3时间透镜技术

依据相关报道显示，国外某科研机构正在进行时间透镜的研制和开发。而所谓的时间透镜就是指一种能够实现光数据加速的硅芯片设备，在具体实验过程中，科研人员将一束2.5纳米长的激光束射向并穿透时间透镜，经过数据验证，科研人员发现，时间透镜不仅能保证激光束的编码信息的完整性，更能大大提高信息传播速度。这一实验有力证明了时间透镜在提高光纤传播速度上的突出特性。时间透镜技术在使用过程中可实现光信号的直接压缩或扩大，也可完美解决光脉冲在时域和领域之间的转换，因此，该技术目前已应用于光信息传播、光信息处理以及图像成像等多个领域。但时间透镜技术在应用过程中的分辨度呈现上仍存在着较大的问题，这也成为了众多科研人员的重点研究领域。最终，康奈尔大学的科研人员经过长期研究终于研发出了高分辨率的时光透镜技术。

2.4色度色散技术

在光纤色散技术应用过程中，科研人员发现，该技术在应用于某些波长时表现效果较差。因此，色度色散技术顺势而生，其可有效增大光线色散的波长。该技术的应用原理为利用衍射光栅技术将空间中不同频度的光进行分离，其后将分离所得的光以不同的角度输入到多模光纤之中以产生截然不同的光传播模式，从而在光波长与光传播模式之间建立起一种独特的相对应的联系。在光脉冲输入到多模光纤之后，通过色度色散技术实现光脉冲宽度上的扩大和伸展，从而使得不同的光波长之间出现不同的色散表现。

2.5全光积分器技术

在光处理技术实际操作中，科研人员常常应用色度色散技术来进行延时，但随着光纤色散技术的不断发展，科研人员发现，在利用色度色散集输进行延时的过程中会在很大程度上造成光纤长度的缩小。而应用基于模式色散的全光积分处理器进行延时时，光脉冲波长和光源通通无法影响到处理器的使用。全光积分器的使用无需像色度色散技术一样，需控制光源的光谱就能平衡功率才能实现延时部分与叠加部分保持能量均衡，其只需通过各种技术的使用实现各模式之间承载的功率相同，从而该技术可以借助不同的色散表现来完成更为复杂的逻辑处理。但全光积分器技术的使用必须满足一个前提条件，就是将各模式所承载的功率保持在同一条水平线上，避免出现功率波动的情况，从而使积分器不会受到其它各种因素的影响。

3结论

除了上文提到的光模数转换技术串行编码技术、时光透镜技术、色度色散技术以及全光积分器技术之外，越来越多的新型光纤色散技术也正被研究和开发。随着光纤技术的高速发展，作为其中重要信息处理技术的光纤色散技术在今后必定将发挥出越来越大的作用，从而为人们的生活提供更多的便利。

参考文献：

[1]何骏成.光纤色散在光信息处理中的运用[J].中国新通信，2016，08：50.

[2]李济慈.光信息处理中光纤色散的应用探讨[J].硅谷，2014，08：98-94.