專利名稱：可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光器，特別是一種可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器，可作為分布式光纖傳感系統(tǒng)，激光測距系統(tǒng)，高功率激光系統(tǒng)的脈沖光源。
背景技術(shù)：
在分布式光纖傳感系統(tǒng)中，窄脈沖激光器是其核心部件之一。該發(fā)生器需要實(shí)現(xiàn)納秒級脈寬，脈沖強(qiáng)度、脈沖重復(fù)頻率均可調(diào)，并且要求激光光源為單縱模、窄帶寬、穩(wěn)定性高、不易受外界干擾。傳統(tǒng)的脈沖光發(fā)生系統(tǒng)采用半導(dǎo)體激光器和聲光調(diào)制器，使光纖激光經(jīng)聲光晶體調(diào)制為脈沖光。該方案的不足在于半導(dǎo)體激光器輸出的激光帶寬較寬，且與光纖系統(tǒng)存在耦合效率問題，使用不便。此外聲光斬波器體積大，半波電壓高，而且頻帶窄，消光比低，只能調(diào)制出100ns左右的脈沖，遠(yuǎn)不能滿足光纖傳感系統(tǒng)實(shí)際需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于光纖傳感系統(tǒng)的可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器，可隨時(shí)設(shè)置脈沖參數(shù)，而且脈寬窄，調(diào)諧范圍寬，性能可靠。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器，其特征在于它由分布反饋(以下簡稱DFB)光纖激光器、耦合光纖、電光波導(dǎo)強(qiáng)度調(diào)制器、電脈沖產(chǎn)生電路、射頻連接器和輸出光纖組成，其連接關(guān)系是DFB光纖激光器的輸出端和電光波導(dǎo)調(diào)制器的輸入端用耦合光纖連接，電脈沖產(chǎn)生電路的輸出端通過射頻連接器與所述的電光波導(dǎo)調(diào)制器相連，該電光波導(dǎo)調(diào)制器的輸出端接所述的輸出光纖。
所述的電脈沖產(chǎn)生電路由可編程邏輯器件、脈沖放大器、鍵盤和液晶顯示屏構(gòu)成，所述的可編程邏輯器件產(chǎn)生所需的脈寬、重復(fù)頻率的電脈沖；液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前脈沖參數(shù)，產(chǎn)生的電脈沖經(jīng)過脈沖放大器放大后，加在所述的電光波導(dǎo)調(diào)制器上，對由DFB光纖激光器輸出的連續(xù)激光進(jìn)行調(diào)諧。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于1、全光纖結(jié)構(gòu)，避免空間光耦合，故輸出穩(wěn)定，效率高，與整個(gè)光纖傳感系統(tǒng)兼容較好
2、以光纖DFB作為傳感系統(tǒng)激光光源，易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對光源窄帶寬，單縱模要求3、脈沖參數(shù)可以方便調(diào)節(jié)，其中脈寬、重復(fù)頻率可通過鍵盤輸入，脈沖功率可通過手動(dòng)旋鈕調(diào)節(jié)4、脈沖頻帶寬。由于脈沖調(diào)制器件采用最高工作頻率可達(dá)10GHZ的電光波導(dǎo)調(diào)制器，所以最窄脈寬僅局限于電脈沖發(fā)生器的工作頻率。電脈沖發(fā)生器采用可編程邏輯器件作為核心器件，可產(chǎn)生窄至10ns的脈沖，邊沿3ns左右。


圖1為本實(shí)用新型可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄脈沖光發(fā)生器整體結(jié)構(gòu)框圖圖2為本實(shí)用新型電脈沖產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)框圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
先請參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄脈沖光發(fā)生器整體結(jié)構(gòu)框圖，由圖可見，本實(shí)用新型可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器是由DFB光纖激光器1、耦合光纖2、電光波導(dǎo)強(qiáng)度調(diào)制器3、電脈沖產(chǎn)生電路4、射頻連接器5和輸出光纖6組成，其連接關(guān)系是DFB光纖激光器1的輸出端和電光波導(dǎo)調(diào)制器3的輸入端用耦合光纖2連接，電脈沖產(chǎn)生電路4的輸出端通過射頻連接器5與所述的電光波導(dǎo)調(diào)制器3相連，該電光波導(dǎo)調(diào)制器3的輸出端接所述的輸出光纖6。
所述的電脈沖產(chǎn)生電路4由可編程邏輯器件4-1、、脈沖放大器4-2、鍵盤4-3和液晶顯示屏4-4構(gòu)成，所述的可編程邏輯器件4-1產(chǎn)生所需的脈寬、重復(fù)頻率的電脈沖；液晶顯示屏4-4實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前脈沖參數(shù)，產(chǎn)生的電脈沖經(jīng)過脈沖放大器4-2放大后，加在所述的電光波導(dǎo)調(diào)制器3上。
DFB光纖激光器(1)負(fù)責(zé)產(chǎn)生連續(xù)激光，電脈沖產(chǎn)生電路(4)產(chǎn)生所需的電脈沖，通過射頻連接器(5)加在電光波導(dǎo)調(diào)制器(3)上，電光波導(dǎo)調(diào)制器(3)即通過輸出光纖(6)輸出相應(yīng)的光脈沖。脈沖的脈寬，峰值功率，重復(fù)頻率通過電脈沖產(chǎn)生電路(4)的鍵盤輸入，電脈沖產(chǎn)生電路(4)外接液晶顯示屏，通過程序計(jì)算，隨時(shí)顯示當(dāng)前輸出光脈沖參數(shù)。
DFB光纖激光器1負(fù)責(zé)產(chǎn)生連續(xù)輸出的激光，輸出的激光經(jīng)耦合光纖2耦合進(jìn)電光波導(dǎo)調(diào)制器3進(jìn)行斬波，輸出光脈沖的形狀取決于電脈沖發(fā)生器4所產(chǎn)生電脈沖的形狀，輸出光脈沖的峰值功率及對比度取決于輸入電脈沖的電壓，但脈沖峰值功率不高于所輸入的連續(xù)的激光功率。調(diào)節(jié)電脈沖的脈寬、重復(fù)頻率和輸出電壓，即可控制輸出光脈沖的參數(shù)。電脈沖產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，電脈沖產(chǎn)生電路4包括可編程邏輯器件4-1、脈沖放大器4-2、鍵盤4-3和液晶顯示屏4-4?？删幊踢壿嬈骷?-1是一片大規(guī)模集成電路芯片，該芯片內(nèi)部裝載不同程序，可實(shí)現(xiàn)不同的電路功能，其作用相當(dāng)于一片CPU。用戶可通過鍵盤4-3設(shè)置脈寬、重復(fù)頻率，可編程邏輯器件4-1負(fù)責(zé)采集分析鍵盤4-3輸入的信息，根據(jù)這些信息產(chǎn)生所需的脈寬、重復(fù)頻率的電脈沖；液晶顯示屏4-4實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前脈沖參數(shù)。產(chǎn)生的電脈沖經(jīng)過脈沖放大器4-2放大后，加在電光波導(dǎo)調(diào)制器3上。脈沖放大器4-2是一個(gè)增益可調(diào)放大器，調(diào)節(jié)脈沖放大器4-2的放大倍數(shù)，即可調(diào)整電脈沖峰值電壓，從而改變電光波導(dǎo)調(diào)制器的輸出光脈沖峰值功率。
本實(shí)用新型采用DFB光纖激光器與電光波導(dǎo)強(qiáng)度調(diào)制器實(shí)現(xiàn)脈沖發(fā)生，DFB激光器的單縱模，窄帶寬能夠滿足光纖傳感系統(tǒng)的要求，且該器件輸入輸出均為光纖耦合，可將光纖激光器的輸出光纖直接和調(diào)制器輸入光纖熔接，這樣避免了空間光的耦合，保證系統(tǒng)的緊湊，損耗低、使用方便；器件半波電壓低(只有5.4V)，避免了使用高壓電源，增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性；頻帶可達(dá)10GHZ，可斬出的最窄光脈沖受驅(qū)動(dòng)電源限制。驅(qū)動(dòng)電源采用高速可編程邏輯器件作為種子電信號發(fā)生源，然后經(jīng)過高速放大電路放大，放大后的電脈沖信號加在電光波導(dǎo)調(diào)制器上，可得到脈寬10ns-500ns可調(diào)的光脈沖。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器，其特征在于它由分布反饋光纖激光器(1)、耦合光纖(2)、電光波導(dǎo)強(qiáng)度調(diào)制器(3)、電脈沖產(chǎn)生電路(4)、射頻連接器(5)和輸出光纖(6)組成，其連接關(guān)系是分布反饋光纖激光器(1)的輸出端和電光波導(dǎo)調(diào)制器(3)的輸入端用耦合光纖(2)連接，電脈沖產(chǎn)生電路(4)的輸出端通過射頻連接器(5)與所述的電光波導(dǎo)調(diào)制器(3)相連，該電光波導(dǎo)調(diào)制器(3)的輸出端接所述的輸出光纖(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器，其特征在于所述的電脈沖產(chǎn)生電路(4)由可編程邏輯器件(4-1)、、脈沖放大器(4-2)、鍵盤(4-3)和液晶顯示屏(4-4)構(gòu)成，所述的可編程邏輯器件(4-1)產(chǎn)生所需的脈寬、重復(fù)頻率的電脈沖；液晶顯示屏(4-4)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前脈沖參數(shù)，產(chǎn)生的電脈沖經(jīng)過脈沖放大器(4-2)放大后，加在所述的電光波導(dǎo)調(diào)制器(3)上。
專利摘要一種可調(diào)諧全光纖結(jié)構(gòu)窄帶窄脈沖激光器，由分布反饋光纖激光器、耦合光纖、電光波導(dǎo)強(qiáng)度調(diào)制器、電脈沖產(chǎn)生電路、射頻連接器和輸出光纖組成，其連接關(guān)系是分布反饋光纖激光器的輸出端和電光波導(dǎo)調(diào)制器的輸入端用耦合光纖連接，電脈沖產(chǎn)生電路的輸出端通過射頻連接器與所述的電光波導(dǎo)調(diào)制器相連，該電光波導(dǎo)調(diào)制器的輸出端接所述的輸出光纖。本實(shí)用新型可隨時(shí)設(shè)置脈沖參數(shù)，而且脈寬窄，調(diào)諧范圍寬，性能可靠。
文檔編號G02B6/00GK2922217SQ200620043910
公開日2007年7月11日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者李國揚(yáng), 孫安, 陳嘉琳, 王利, 常麗萍, 陳柏, 林尊琪 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所