电动光延迟线是一种通过电场或电机控制调节光信号传输路径或速度的设备,主要用于准确控制光信号的延迟时间,广泛应用于光通信、科研测试等领域。光学相干断层扫描(OCT)、时分多路复用(TDM)、光谱分析和干涉测量等精密光学应用中常需通过调节光程或折射率来校准信号同步或补偿传输延迟。
通过电机驱动光纤或反射镜移动改变光程长度,或通过电场调控光纤折射率来动态调整延迟时间。例如,步进电机驱动光学元件在导轨上平移,实现微米级位移精度;电场调控则通过改变材料介电常数影响光速。
部分电动光延迟线采用精密机械设计与电子控制技术相结合的结构,如 64 通道电动光延迟线,每个通道都配备独立的电场控制装置和光纤延迟线,具有高隔离度、低串扰、紧凑小巧等特点,便于集成与部署。
核心原理与工作机制
光纤传输特性
光信号在光纤中以接近光速的速度传播,其延迟时间与光纤长度、折射率直接相关。例如,1公里光纤的延迟时间约为5微秒(光速约2×10⁸米/秒)。
电光效应调控
在铌酸锂等电光晶体周围施加电场,可改变其折射率。电场强度增加时,折射率升高,光速减慢,延迟时间延长;反之则延迟时间缩短。
机械微位移调控
采用压电陶瓷(PZT)或步进电机驱动光纤线圈微变形,通过改变光程实现皮秒级延迟。
应用场景
光通信系统:补偿光纤链路中的传输延迟,确保数据帧对齐。
科研测试:光学仪器校准、发射器反射效应分析等。
精密测量:光时域反射仪(OTDR)中用于光纤故障定位。
电子对抗与雷达系统:通过延迟线实现信号相位调制或全光存储。