郭淑琴，林 盈

(浙江工业大学 信息工程学院，浙江 杭州 310023)

在高速光脉冲的检测方法中时间透镜是一种新颖的信号处理技术。利用时域展宽技术能够将皮秒、亚皮秒和飞秒级别的超短脉冲放大到纳秒级别，在接收端实现超快光脉冲(皮秒、飞秒量级)的精密测量[1-2]。时间透镜最早由Kolner等提出[3-4]，将傍轴光束在自由空间中传输的衍射方程与窄带光脉冲在色散介质中传输的色散方程[5]进行比较，发现两者有相似之处，于是将空间透镜以及成像理论巧妙地引入时域，建立时间透镜的概念。时间透镜实质上并不是特指某个光电子器件，而是指能对输入光脉冲产生时域上的二次相位调制[6]，可以在时域中实现类似空间透镜功能的光器件。因此，实现时间透镜的方法并不是固定唯一的，时间透镜的实现方法主要有4 种，分别是：电光相位调制法[5]、交叉相位调制法[7]、非线性晶体和频与差频法[8]和四波混频[9]法。

首先，介绍基于四波混频原理实现时间透镜成像系统的数学模型，在此基础上提出一种光脉宽循环放大系统，有效地解决系统放大倍数较大时存在系统庞大复杂的问题；其次，利用MATLAB对基于时间透镜的光脉宽循环放大进行数值仿真；最后，通过理论分析和仿真结果验证光脉宽循环放大的可行性。

1 时间透镜成像系统数学模型

在研究时间透镜系统时通常采用简并的四波混频，采用的非线性材料一般是非线性光纤或者硅波导。基于四波混频原理实现的时间透镜结构如图1所示。……