随着光电子技术、半导体技术和光调制技术的不断发展和融合，尤其是InP基器件应用在毫米波段[8]，作为光控相控阵雷达的关键器件，光纤延迟线已经可以工作在从L波段到毫米波段的全部雷达工作频率范围，显著的提高了雷达系统的分辨能力。另一方面，光纤延迟线从简单的一维结构向多维结构发展，使雷达可以扫描更大范围的多个目标。77160

光纤延迟线系统实现延迟时间的方法大致有两种，一种是基于波长不变，路径变化的光纤型延迟线，另一种是基于路径基本不变，波长变化的色散型延迟线。光纤型延迟线实现改变路径的方法主要是通过光开关选择光波在光纤中传播的具体路径或者通过使用棱镜控制光波在自由空间的传播路径。色散型延迟线主要使用的是具有色散能力的介质，如色散光纤、光子晶体光纤和光纤光栅等。

1基于光开关或棱镜的光纤型延迟线

国内比较领先的基于光开关的光纤型延迟线结构是由电子科技大学研制的基于磁光开关的2。5GHz，五位的高精度光纤延迟线系统[9]。其使用的差分结构如图1。2所示。2×2的磁光开关可以通过电路控制选择直通或者交叉两种形态。在可选通的延迟通道上接有长度成比例变化的光纤，用于控制光的延迟时间。通过选择光开关之间的路径，可以控制光在系统中需要被延迟的时间的大小。在这个五位系统中，可以实现32种不同的延迟状态。该系统的延迟步长为100ps，延迟精度为2。98ps。利用光开关的光纤延迟线优点是延迟精度高，切换延迟状态速度快。缺点在于，延迟时间只能有几个固定值，需要提前设置。

图1。2  基于光开关的光纤型延迟线结构图

为了实现光在光纤延迟线中的延迟时间连续可调，可以使用一种基于反射镜的光纤型延迟线结构，如图1。3所示[10]。光在自由空间被几组反射镜反射会产生一定的光程，消耗一定的时间。当使用电控机械步进电机对反射镜阵列进行移动时，光传播的路径的距离发生变化。该延迟线系统的延迟精度受到步进电机位移精度的影响。该系统的优点在于延迟时间连续可调，且插入损耗极低。General Photonics公司在制作此类延迟线产品时，延迟精度可以达到0。01ps。

图1。3  基于反射镜的光纤型延迟线结构图

2基于光纤光栅的色散型延迟线

随着半导体技术和激光器结构的不断发展，可调激光器的波长调谐时间越来越短，光源的单色性越来越好，输出的光功率也在不断提高。基于可调激光器的色散型延迟线系统不断得到创新，性能上的优异表现得到国内外学者的广泛关注。

一种基于色散光纤的光纤延迟线结构如图1。4所示[11]。可调激光器输出不同波长的光，经过分路器进入系统的各条支路。在不同的支路中，由色散光纤和普通光纤构成。首先选定一个波长的光，使其在各条支路中延迟的时间相等，即为中心波长。然后，由于色散光纤的存在，不同波长的光在各条支路上可以获得不同的延迟时间大小。当激光器输出的波长连续变化时，获得的延迟时间也连续变化。

图1。4  基于色散光纤的色散型延迟线结构图

如图1。5所示的是基于可调激光器和啁啾光纤光栅组的一种延迟线结构。啁啾光纤光栅阵列由4段啁啾系数不同的光纤光栅组成。当单一波长的光载波进入啁啾光纤光栅阵列的时候，会在各自支路不同位置发生反射，相邻支路产生时延差，从而改变波束指向角。当激光器调谐输出波长时，波束指向角会随着光载波在光栅中反射位置的改变而改变，达到波束扫描的目的。图1。5所示的结构中，当微波信号频率在1。8GHz~10GHz变化时，可以得到-300ps~+200ps延迟范围[12]。