光学延迟线

什么是光学延迟线？

光学延迟线（ODL）是一种光学设备，用于为光束引入时间延迟。它是一种电光仪器，能够为频率范围从10MHz到40GHz及以上的信号产生固定的时间延迟（从纳秒到微秒）。低于10MHz的频率大多数是光学噪声，因此无法从中提取有效信息。低频ODL的范围为10MHz到6GHz，时间延迟为微秒，而高频ODL的范围为6GHz到40GHz，时间延迟为纳秒。低频ODL的微秒时间延迟和高频ODL的纳秒时间延迟是由于时间与频率成反比的关系。

光学延迟线的构造

为了生成光学延迟，首先将脉冲通过光学装置（例如，光束分 splitter，将输入脉冲同时分成两部分，如上图所示）。该设置类似于强度自相关器（用于测量强度与光的函数关系的设备），左侧包含一个简单的光学延迟线，表示为ODL。ODL由两个安装在可移动部件上的可移动反射镜组成（即，具有最小散射的反射辐射的镜面）。 

通过简单地移动反射镜及其支架，我们可以增加或减少光程，从而在输出脉冲探测器处产生时间延迟。我们可以调整时间延迟，以使输出脉冲产生所需的相干干涉。当光程仅在空气中时，反射镜的延迟约为每毫米≈3.34 ps或30厘米≈1 ns。在某些情况下，延迟可以通过显微螺丝手动调整。 

ODL的不同类型

一般来说，ODL根据其构造分为两种主要类型——被动和主动。 

被动ODL

如其名称所示，被动ODL不需要任何电源，它由切割并缠绕到精确长度的光纤组成，以提供特定的时间延迟，如下图所示。 根据所需的长度和延迟，线圈被放置在便携式组件内部以实现短延迟，或放置在较大的机架安装框架中以实现较长延迟。随着光纤长度的增加，延迟时间也随之增加。所有的光纤马赫-曾德干涉仪可以由两个光纤耦合器（即，用于将输入信号分成两个或多个输出的光学设备，在这种情况下称为分 splitter）和如上图所示的光纤延迟线构成。

主动ODL

主动ODL是电子供电的设备，能够将射频（RF）信号（频率范围约为20 kHz到300 GHz）转换为光信号，然后再将输出信号转换回RF信号。该设备首先通过光学发射器将输入的RF信号转换为光信号，光学发射器是接受电信号作为输入并将其转换为光信号的设备。 然后，光信号通过特定长度的单模光纤线圈传输，以提供延迟。 经过光纤线圈后，信号使用RF调制解调器再次转换为RF信号，并由设备收集作为输出。

ODL的应用

在干涉仪中，即利用将光分成两束光并通过不同光路传播后合并以产生相干和破坏性干涉的技术，调谐延迟线是通过对光束传播距离进行微小调整而创建的。 

在光纤通信中，需要可变时间延迟，以便在共用信号路径上传输和接收独立信号。为了引入固定时间延迟，光纤通信中包含特定长度的单模光纤，光纤被缠绕成线圈并保持清洁。由于光纤中的传播损耗较低，在特定的电信波长下，甚至多公里的光纤长度（对应于微秒的延迟时间）也可以在没有损失的情况下理解。