3.5.1　平衡光学互相关原理

光学互相关信号的幅度会同时受到和待测信号自身强度波动的影响。为了提取纯粹的相对延时，必须设法消除待测信号强度波动引起的互相关强度变化。其中，最直接的方法就是平衡光学互相关（Balanced Optical Cross Correlation，BOC）的思想[21]：同时进行两路互相关过程，二者在主要参数上几乎完全相同，唯一的区别在于某一路中人为引入了固定的参考时延；将两路互相关的输出信号相减，待测信号强度波动引起的互相关强度变化就可以被抵消。此时，互相关信号幅度的变化就可以精确地反映待测信号之间的延时信息。

具体来说，光脉冲之间的互相关信号可以通过其和频产生效应获得。基于单块和频晶体的BOC系统示意图如图3-14所示，对于中心波长相同、相对时延为的两路脉冲序列，待测的基频光信号往往以相互正交的偏振态入射，并在前后两次通过和频晶体时分别产生和频光信号。BOC系统中的参考时延由和频晶体的双折射效应引入，图3-14中的脉冲演化展示了的情况，两次通过和频晶体的信号强度相同。分别由高速平衡探测器的两个探头接收后，平衡探测器正好输出零电平。当相对时延偏离时，则在零电平附近输出一个与基频光脉冲初始时延成比例的电平信号。

图3-14　平衡光学互相关（BOC）系统示意图