多波長(zhǎng)光纖聲光移頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多波長(zhǎng)光纖聲光移頻器，包括器件本體和驅(qū)動(dòng)電源，所述器件本體包括波分復(fù)用裝置Ⅰ、波分復(fù)用裝置Ⅱ、輸入準(zhǔn)直器、輸出準(zhǔn)直器、壓電換能器以及聲光晶體；所述輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直器均為多個(gè)，所述壓電換能器與聲光晶體相連，所述驅(qū)動(dòng)電源與壓電換能器相連；輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直器分別位于聲光晶體的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置Ⅰ與輸入光纖相連，波分復(fù)用裝置Ⅱ與輸出光纖相連。本發(fā)明能夠同時(shí)對(duì)不同波長(zhǎng)的激光進(jìn)行移頻，并且通過(guò)同一移頻器進(jìn)行移頻，能夠有效保證移頻的一致性，使用方便，并且成本低廉。
【專利說(shuō)明】
多波長(zhǎng)光纖聲光移頻器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及聲光移頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多波長(zhǎng)光纖聲光移頻器。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖聲光移頻器在激光探測(cè)及告警系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用，移頻器由器件和驅(qū)動(dòng)電 源組成，器件內(nèi)部由聲光晶體、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和光纖耦合系統(tǒng)構(gòu)成，主要利用聲光互作用基 本原理，驅(qū)動(dòng)電源輸出的射頻電信號(hào)經(jīng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到聲光晶體的壓電換能器上，壓 電換能器將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波在聲光晶體內(nèi)傳播，形成折射率光柵，當(dāng)頻率為fo的激光 以一定的角度通過(guò)時(shí)即發(fā)生布拉格衍射，將輸入光和一級(jí)衍射光通過(guò)光纖親合輸出，輸出 激光的頻率就會(huì)變?yōu)閒 Q ± f AQM(f AQM為光纖聲光移頻器的固有頻率，土表示正移頻和負(fù)移頻， 是由聲光晶體耦合時(shí)選擇+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光決定的)這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入激光產(chǎn)生 固定頻移的作用，實(shí)現(xiàn)移頻器的功能。但目前的移頻器都只能對(duì)單一波長(zhǎng)的輸入光進(jìn)行移 頻，這就給移頻器的使用帶來(lái)了極大地不便，當(dāng)需要同時(shí)對(duì)多種波長(zhǎng)的光進(jìn)行移頻時(shí)需要 使用多個(gè)移頻器，不僅使用不便，并且造成使用成本增加，同時(shí)，由于多個(gè)移頻器的參數(shù)無(wú) 法保證完全一致，從而造成移頻的一致性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于怎樣解決現(xiàn)有光纖移頻器適應(yīng) 波長(zhǎng)單一，使用多個(gè)移頻器移頻一致性差，使用麻煩，且使用成本高的問(wèn)題，提供一種多波 長(zhǎng)光纖聲光移頻器，能夠同時(shí)對(duì)不同波長(zhǎng)的激光進(jìn)行移頻，并且通過(guò)同一移頻器進(jìn)行移頻， 能夠有效保證移頻的一致性，使用方便，并且成本低廉。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種多波長(zhǎng)光纖聲光 移頻器，包括器件本體和驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于:所述器件本體包括波分復(fù)用裝置I、波分復(fù) 用裝置Π 、輸入準(zhǔn)直器、輸出準(zhǔn)直器、壓電換能器以及聲光晶體;所述輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn) 直器均為多個(gè)，且相對(duì)應(yīng)的輸入準(zhǔn)直器、輸出準(zhǔn)直器分別與需要移頻的激光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng);所 述壓電換能器與聲光晶體相連，所述驅(qū)動(dòng)電源與壓電換能器相連;輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直 器分別位于聲光晶體的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置I與輸入光纖相連，波分復(fù)用裝置Π 與輸出 光纖相連，多波長(zhǎng)激光經(jīng)波分復(fù)用裝置I分開(kāi)后，分別射入與其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的輸入準(zhǔn)直器，經(jīng) 輸入準(zhǔn)直器后射入聲光晶體，各波長(zhǎng)的激光在聲光晶體內(nèi)分別發(fā)生衍射后，能夠射入與其 波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的輸出準(zhǔn)直器內(nèi)，由輸出準(zhǔn)直器將各波長(zhǎng)的激光射入波分復(fù)用裝置Π ，經(jīng)波分復(fù) 用裝置Π 耦合后輸出；
[0005] 其中，聲光晶體外偏轉(zhuǎn)角：
[0007] 式中:λ是輸入激光波長(zhǎng)，fAQM是移頻器固有頻率，V是聲光晶體的聲速。
[0008] 進(jìn)一步地，在驅(qū)動(dòng)電源和壓電換能器之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)電源輸出的射 頻電信號(hào)經(jīng)該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到壓電換能器上。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0010] 1、對(duì)于同一中心波長(zhǎng)，波長(zhǎng)變化±20nm的激光，本移頻器所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角很小，所 以本移頻器能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)中心波長(zhǎng)±20nm的波段范圍內(nèi)進(jìn)行移頻的功能;適用范圍更廣。 [0011] 2、通過(guò)本移頻器能夠?qū)Χ嗖ㄩL(zhǎng)的激光進(jìn)行同步移頻，如可對(duì)3種、4種不同波長(zhǎng)激 光實(shí)現(xiàn)移頻，由于采用同一驅(qū)動(dòng)光源和聲光晶體，因此移頻一致性好，并且，能有效降低使 用成本;例如對(duì)于不同波長(zhǎng)的激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)，采用本移頻器可以分別的實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng) 的移頻。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明對(duì)2種波長(zhǎng)激光進(jìn)行移頻的原理圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明對(duì)3種波長(zhǎng)激光進(jìn)行移頻的原理圖。
[0014] 圖中：1一波分復(fù)用裝置1，2-波分復(fù)用裝置Π ，3-輸入準(zhǔn)直器，4一輸出準(zhǔn)直器， 5 一壓電換能器，6-聲光晶體，7-驅(qū)動(dòng)電源。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016] 實(shí)施例：參見(jiàn)圖1、圖2, 一種多波長(zhǎng)光纖聲光移頻器，包括器件本體和驅(qū)動(dòng)電源7， 所述器件本體包括波分復(fù)用裝置II、波分復(fù)用裝置Π 2、輸入準(zhǔn)直器3、輸出準(zhǔn)直器4、壓電換 能器5以及聲光晶體6。所述輸入準(zhǔn)直器3和輸出準(zhǔn)直器4均為多個(gè)，且相對(duì)應(yīng)的輸入準(zhǔn)直器 3、輸出準(zhǔn)直器4分別與需要移頻的激光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)（即同一組輸入準(zhǔn)直器3和輸出準(zhǔn)直器4 的波長(zhǎng)與需要移頻的激光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)）；如，1550nm輸入準(zhǔn)直器和1550nm輸出準(zhǔn)直器， 1310nm輸入準(zhǔn)直器和1310nm輸出準(zhǔn)直器等。所述壓電換能器5與聲光晶體6相連，所述驅(qū)動(dòng) 電源7與壓電換能器5相連;在驅(qū)動(dòng)電源7和壓電換能器5之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)電源7 輸出的射頻電信號(hào)經(jīng)該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到壓電換能器5上;壓電換能器5再將該視頻信號(hào) 轉(zhuǎn)換為超聲波在聲光晶體6內(nèi)傳播，形成折射率光柵。
[0017] 輸入準(zhǔn)直器3和輸出準(zhǔn)直器4分別位于聲光晶體6的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置II與 輸入光纖相連，波分復(fù)用裝置Π 2與輸出光纖相連，多波長(zhǎng)激光經(jīng)波分復(fù)用裝置II分開(kāi)后， 分別射入與其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的輸入準(zhǔn)直器3,經(jīng)輸入準(zhǔn)直器3后射入聲光晶體6,各波長(zhǎng)的激光在 聲光晶體6內(nèi)分別發(fā)生衍射后，能夠射入與其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的輸出準(zhǔn)直器4內(nèi)，由輸出準(zhǔn)直器4將 各波長(zhǎng)的激光射入波分復(fù)用裝置Π 2，經(jīng)波分復(fù)用裝置Π 2耦合后輸出。
[0018] 其中，聲光晶體6外偏轉(zhuǎn)角：
[0020] 式中：λ是輸入激光波長(zhǎng)，fAQM是移頻器固有頻率（即驅(qū)動(dòng)電源7的驅(qū)動(dòng)頻率），V是聲 光晶體6的聲速。
[0021] 對(duì)于同一中心波長(zhǎng)，波長(zhǎng)變化±20nm的激光，本移頻器所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角很小，所以 本移頻器能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)中心波長(zhǎng)±20nm的波段范圍內(nèi)進(jìn)行移頻的功能。
[0022] 從該外偏轉(zhuǎn)角公式可以看出偏轉(zhuǎn)角隨著頻率和波長(zhǎng)的改變而改變，這樣就可以在 聲光晶體6輸出端通過(guò)光纖準(zhǔn)直器把不同偏轉(zhuǎn)角的衍射光親合出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)多波長(zhǎng)激光移 頻的功能。
[0023] 實(shí)施例1，參見(jiàn)圖1，當(dāng)輸入激光的波長(zhǎng)fo為1550nm和1310nm時(shí)，輸入準(zhǔn)直器和輸出 準(zhǔn)直器分別選用1550nm輸入準(zhǔn)直器、1550nm輸出準(zhǔn)直器和1310nm輸入準(zhǔn)直器、1310nm輸出 準(zhǔn)直器；當(dāng)固定頻率為fo的1550nm和1310激光通過(guò)WDM(波分復(fù)用裝置I)后，分別從1550nm 輸入準(zhǔn)直器和1310nm輸入準(zhǔn)直器射入激光以布拉格角通過(guò)聲光介質(zhì)時(shí)，發(fā)生布拉格衍射， 由于其輸入波長(zhǎng)不同，由式聲光晶體偏轉(zhuǎn)角公式可以看出其-1級(jí)衍射光角度不同，最后分 別通過(guò)1550nm輸出準(zhǔn)直器和1310nm輸出準(zhǔn)直器輸出，其輸出光頻率變?yōu)閒 Q-fAQM，這樣就實(shí) 現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)負(fù)移頻;如果取+1級(jí)衍射，就會(huì)實(shí)現(xiàn)正移頻。
[0024] 實(shí)施例2,參見(jiàn)圖2,當(dāng)輸入激光的波長(zhǎng)fo為1064nm、1310nm、1550nm時(shí)，輸入準(zhǔn)直器 和輸出準(zhǔn)直器分別選用l〇64nm輸入準(zhǔn)直器和1064nm輸出準(zhǔn)直器、1310nm輸入準(zhǔn)直器和 131 Onm輸出準(zhǔn)直器、1550nm輸入準(zhǔn)直器和1550nm輸出準(zhǔn)直器。
[0025]最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方 案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而 不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多波長(zhǎng)光纖聲光移頻器，包括器件本體和驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于:所述器件本體 包括波分復(fù)用裝置I、波分復(fù)用裝置Π 、輸入準(zhǔn)直器、輸出準(zhǔn)直器、壓電換能器W及聲光晶 體;所述輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直器均為多個(gè)，且相對(duì)應(yīng)的輸入準(zhǔn)直器、輸出準(zhǔn)直器分別與需 要移頻的激光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng);所述壓電換能器與聲光晶體相連，所述驅(qū)動(dòng)電源與壓電換能器 相連;輸入準(zhǔn)直器和輸出準(zhǔn)直器分別位于聲光晶體的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置I與輸入光纖 相連，波分復(fù)用裝置Π 與輸出光纖相連，多波長(zhǎng)激光經(jīng)波分復(fù)用裝置I分開(kāi)后，分別射入與 其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的輸入準(zhǔn)直器，經(jīng)輸入準(zhǔn)直器后射入聲光晶體，各波長(zhǎng)的激光在聲光晶體內(nèi)分 別發(fā)生衍射后，能夠射入與其波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的輸出準(zhǔn)直器內(nèi)，由輸出準(zhǔn)直器將各波長(zhǎng)的激光射 入波分復(fù)用裝置Π ，經(jīng)波分復(fù)用裝置Π 禪合后輸出； 其中，聲光晶體外偏轉(zhuǎn)角：式中:λ是輸入激光波長(zhǎng)，fAOM是移頻器固有頻率，V是聲光晶體的聲速。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)光纖聲光移頻器，其特征在于:在驅(qū)動(dòng)電源和壓電換能 器之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)電源輸出的射頻電信號(hào)經(jīng)該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到壓電換能 器上。
【文檔編號(hào)】G02F1/125GK106094266SQ201610736589
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月26日
【發(fā)明人】申向偉, 吳中超, 王曉新, 王大貴
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所