本實(shí)用新型屬于光纖檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器以其體積小、頻率控制方便、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠等優(yōu)越性，成為現(xiàn)代光電設(shè)備的首選光源。通常的分布反饋式半導(dǎo)體激光器（DFB-LD），改變驅(qū)動(dòng)電流即可實(shí)現(xiàn)60GHz左右的、調(diào)諧速度毫秒級(jí)的頻率調(diào)制范圍，而通過(guò)改變管芯溫度，可實(shí)現(xiàn)200GHz左右的頻率調(diào)諧，但調(diào)諧速度緩慢，只能到秒量級(jí)。因此，在OFDR中采用DFB-LD為光源，可實(shí)現(xiàn)亞毫米及毫米量級(jí)的距離分辨率。然而，面臨著兩個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題：其一、DFB-LD的激光線寬只能達(dá)到數(shù)百KHz～MHz量級(jí)，相干性差、光相位噪聲大，將導(dǎo)致OFDR的信噪比和測(cè)量距離非常有限，僅能達(dá)到數(shù)十到數(shù)百米；其二、DFB-LD的輸出頻率與驅(qū)動(dòng)電流和管芯溫度的關(guān)系曲線呈現(xiàn)為非線性，基于驅(qū)動(dòng)電流和溫度控制的頻率掃描非線性研制，將導(dǎo)致OFDR距離分辨率惡化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)。
為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的激光器、第一耦合器、光纖干涉儀、第二耦合器和光電檢測(cè)器，還包括信號(hào)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)處理系統(tǒng)包括信號(hào)處理器、邏輯控制器、參考信號(hào)發(fā)生器和電流發(fā)生器，所述光電檢測(cè)器連接鑒相器，所述鑒相器連接信號(hào)處理器，所述參考信號(hào)發(fā)生器與鑒相器相連，所述信號(hào)處理器、電流發(fā)生器、電流控制器、參考信號(hào)發(fā)生器均與所述邏輯控制器相連，所述電流發(fā)生器還通過(guò)DAC轉(zhuǎn)換器與所述電流控制器相連。
作為優(yōu)選，所述光纖干涉儀為馬赫-曾德光纖干涉儀。
作為優(yōu)選，所述激光器為分布反饋式半導(dǎo)體激光器。
作為優(yōu)選，還包括溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)包括溫度感應(yīng)器和溫度控制器，所述溫度感應(yīng)器設(shè)置在所述激光器的一側(cè)，所述溫度感應(yīng)器的輸出端與所述邏輯控制器連接，所述溫度控制器的輸入端與所述邏輯控制器相連，所述溫度控制器的輸出端通過(guò)DAC控制器與所述激光器連接。
本實(shí)用新型取得的有益效果為：
本實(shí)用新型提出閉環(huán)反饋光鎖相式激光掃頻系統(tǒng)，分布反饋式半導(dǎo)體激光器（DFB-LD）發(fā)出的掃頻光信號(hào)經(jīng)過(guò)非平衡馬赫-曾德光纖干涉儀獲得中頻拍頻信號(hào)，將其與參考信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同頻的低相噪?yún)⒖夹盘?hào)比較，獲得激光掃頻非線性和相位噪聲的誤差信號(hào)，用于反饋控制激光驅(qū)動(dòng)電流，閉環(huán)校正激光掃頻和相位噪聲，實(shí)現(xiàn)拍頻信號(hào)與參考信號(hào)的相位鎖定，從而獲得相噪得到有效抑制的線性掃頻光信號(hào)。有效的校正了掃頻非線性、壓縮了激光線寬、減低了激光相噪，提高了OFDR設(shè)備的測(cè)量距離、分辨率和靈敏度。
附圖說(shuō)明
圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記列表：
1-激光器；2-第一耦合器；3-光纖干涉儀；4-第二耦合器；5-光電檢測(cè)器；6-鑒相器；7-信號(hào)處理系統(tǒng)；8-信號(hào)處理器；9-邏輯控制器；10-電流發(fā)生器；11-參考信號(hào)發(fā)生器；12-電流控制器；13-DAC轉(zhuǎn)換器；14-溫度控制器；15-溫度感應(yīng)器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
如圖1所示，一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的激光器1、第一耦合器2、光纖干涉儀3、第二耦合器4和光電檢測(cè)器5，還包括信號(hào)處理系統(tǒng)7，信號(hào)處理系統(tǒng)7包括信號(hào)處理器8、邏輯控制器9、參考信號(hào)發(fā)生器11和電流發(fā)生器10，光電檢測(cè)器5連接鑒相器6，鑒相器6連接信號(hào)處理器8，參考信號(hào)發(fā)生器11與鑒相器6相連，信號(hào)處理器8、電流發(fā)生器10、電流控制器12、參考信號(hào)發(fā)生器11均與邏輯控制器9相連，電流發(fā)生器10還通過(guò)DAC轉(zhuǎn)換器13與電流控制器12相連。
光纖干涉儀3為馬赫-曾德光纖干涉儀。
激光器1為分布反饋式半導(dǎo)體激光器。
還包括溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)包括溫度感應(yīng)器15和溫度控制器14，溫度感應(yīng)器15設(shè)置在激光器1的一側(cè)，溫度感應(yīng)器15的輸出端與邏輯控制器9連接，溫度控制器14的輸入端與邏輯控制器9相連，溫度控制器14的輸出端通過(guò)DAC控制器13與激光器1連接。
本實(shí)用新型的工作原理為：分布反饋式半導(dǎo)體激光器（DFB-LD）發(fā)出的掃頻光信號(hào)經(jīng)過(guò)非平衡馬赫-曾德光纖干涉儀獲得中頻拍頻信號(hào)，將其與參考信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的同頻的低相噪?yún)⒖夹盘?hào)比較，獲得激光掃頻非線性和相位噪聲的誤差信號(hào)，用于反饋控制激光驅(qū)動(dòng)電流，閉環(huán)校正激光掃頻和相位噪聲，實(shí)現(xiàn)拍頻信號(hào)與參考信號(hào)的相位鎖定，從而獲得相噪得到有效抑制的線性掃頻光信號(hào)。
本實(shí)用新型方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。