)-l〇l〇gi〇S(Fm, Af) (6)
[0033] 其中，F(xiàn)n和Fm分別代表功率譜上兩個(gè)位置處的頻譜儀探測(cè)頻率；S(Fn，Af)和S (Fm，Af)均能用公式(1)來(lái)進(jìn)行表達(dá)，僅需對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；
[0034]于是，將Fn和Fm替換為本發(fā)明方案中的F1和F2后，公式(6)就能變形為
[0035] AS = 101ogioS(Fl, Δ f )-l〇l〇gi〇S(F2, Af),
[0036] 相應(yīng)地，公式（1)中的SI和S2也就變形為分別對(duì)應(yīng)S(F1, Af)和S(F2, Af)的Sl#、 S2#、SllPS2$了，至此，本發(fā)明的方案也就形成了；采用這種測(cè)量方法來(lái)對(duì)超窄線寬激光器 激光線寬進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不需要長(zhǎng)度巨大的延遲光纖，這不僅大大的降低了硬件成本，更為有 意義地是，隨著延遲光纖長(zhǎng)度的縮減，可以有效避免產(chǎn)生較大的噪聲，從而也就避免了激光 線寬淹沒(méi)在噪聲中，實(shí)現(xiàn)對(duì)超窄線寬激光器激光線寬的精確測(cè)量。
[0037]值得說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在具體實(shí)施本發(fā)明時(shí)，還需注意如下問(wèn)題:發(fā)明人 在提出了本發(fā)明方案后，還進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證本發(fā)明方案，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的條件為:按圖1 所示結(jié)構(gòu)搭建測(cè)量系統(tǒng)，以一激光線寬已知（150HZ)的激光器作為測(cè)量對(duì)象，分別以延遲光 纖長(zhǎng)度為lkm、2km、3km、4km、5km、10km和50km作為變化條件，按本發(fā)明方案在不同條件下進(jìn) 行激光線寬測(cè)量，其中，在lkm、2km條件下時(shí)，測(cè)量結(jié)果大于150Hz，并且隨著延遲光纖長(zhǎng)度 的變短，測(cè)量結(jié)果的偏差越大，在3km、4km、5km條件下時(shí)，測(cè)量結(jié)果與150Hz基本吻合，在 10km、50km條件下時(shí)，隨著延遲光纖長(zhǎng)度的變大，測(cè)量結(jié)果的偏差也越大;排除了硬件因素 后，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，在lkm、2km時(shí)，由于延遲光纖長(zhǎng)度過(guò)短，導(dǎo)致相應(yīng)波峰和波谷距中心頻率的 距離較大，波峰和波谷的對(duì)比度差值較小，在光電探測(cè)器和頻譜儀的本底噪聲干擾作用下， 導(dǎo)致測(cè)量到的線寬有所展寬，這說(shuō)明延遲光纖也并非越短越好;在10km、50km時(shí)，主要是因 為延遲光纖過(guò)長(zhǎng)，存在【背景技術(shù)】中所述的噪聲干擾問(wèn)題，導(dǎo)致測(cè)量到的線寬較大；
[0038] 從前面的分析中可以看出，延遲光纖過(guò)短也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確，顯然，這就涉及到 如何確定延遲光纖長(zhǎng)度的問(wèn)題，雖然本發(fā)明未對(duì)此問(wèn)題作出說(shuō)明，但在本發(fā)明揭示了前述 作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠依據(jù)自身所掌握的基本技能，通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào) 節(jié)找出較為合理的延遲光纖長(zhǎng)度，從而實(shí)施本發(fā)明方案。
[0039] 優(yōu)選地，所述波峰選取離高尖峰脈沖最近的那個(gè)波峰，離高尖峰脈沖最近的那個(gè) 波峰記為第一波峰，所述波谷在第一波峰兩側(cè)的兩個(gè)波谷中任取一者。本優(yōu)選方案中之所 以如此限定，是因?yàn)榘j(luò)線上距離高尖峰脈沖越遠(yuǎn)的位置，距中心頻率也就越遠(yuǎn)，受到噪聲 干擾的程度也越大，為降低噪聲的影響，因此所選的波峰和波谷應(yīng)盡量靠近高尖峰脈沖;另 外，由于功率譜中的包絡(luò)線的線形相對(duì)于中心頻率對(duì)稱，因此離高尖峰脈沖最近的波峰存 在兩個(gè)(高尖峰脈沖左右各一個(gè)），任取一者均可。
[0040] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提出了一種測(cè)量超窄線寬激光器激光線寬的方法，該 方法可以在延遲光纖較短的條件下實(shí)現(xiàn)超窄線寬的測(cè)量，不僅大大減少了硬件需求，而且 可以有效避免大長(zhǎng)度延遲光纖帶來(lái)的噪聲問(wèn)題，測(cè)量精度較好。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 圖1、典型自外差探測(cè)系統(tǒng)原理示意圖；
[0042]圖2、歸一化功率譜疊放圖一；
[0043]圖3、歸一化功率譜疊放圖二；
[0044] 圖4、相鄰波峰波谷的對(duì)比度差值與激光帶寬關(guān)系示意圖；
[0045] 圖1中各個(gè)標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱分別為:激光器1、光衰減器2、光隔離器3、第一耦合 器4、聲光調(diào)制器5、延遲光纖6、第二耦合器7、光電探測(cè)器8、頻譜儀9。
【具體實(shí)施方式】
[0046] -種測(cè)量超窄線寬激光器激光線寬的方法，其創(chuàng)新在于:采用自外差探測(cè)系統(tǒng)，獲 取自外差條件下超窄線寬激光器的功率譜;在功率譜上高尖峰脈沖以外的區(qū)域，選取位置 相互鄰近的一個(gè)波峰和一個(gè)波谷，分別計(jì)算出所述波峰和所述波谷在功率譜上的對(duì)比度的 差值A(chǔ) S，然后根據(jù)下式計(jì)算出激光線寬Δ f:
[0047] AS = 101ogioS(Fl, Δ f )-l〇l〇gi〇S(F2, Δ f)
[0048] 其中，F(xiàn)I為功率譜上所述波峰位置處的頻譜儀探測(cè)頻率，F(xiàn)2為功率譜上所述波谷 位置處的頻譜儀探測(cè)頻率；
[0049]前式中，S(F1，Af) = Sl# · S2#，S(F2, Af)=Sl* · S2%其中，S1#SF1 對(duì)應(yīng)的洛侖茲 線型譜，S2#SF1對(duì)應(yīng)的周期正弦調(diào)制譜，SP為F2對(duì)應(yīng)的洛侖茲線型譜，S2$為F2對(duì)應(yīng)的周期 正弦調(diào)制譜；
[0054]其中，Po為超窄線寬激光器的光功率;Td為自外差探測(cè)系統(tǒng)中，延遲光纖的時(shí)延量 與聲光調(diào)制器的時(shí)延量的差值;A1為F1與聲光調(diào)制器中心頻率的差值的絕對(duì)值;A2為F2與 聲光調(diào)制器中心頻率的差值的絕對(duì)值；
[0055] Al= |Fl-f |，A2= |F2_f |，其中，f即為自外差探測(cè)系統(tǒng)中聲光調(diào)制器的中心頻率；
[0056]
.η為自外差探測(cè)系統(tǒng)中延遲光纖的折射率，L為自外 差探測(cè)系統(tǒng)中延遲光纖的長(zhǎng)度，c為光速。
[0057]進(jìn)一步地，所述波峰選取離高尖峰脈沖最近的那個(gè)波峰，離高尖峰脈沖最近的那 個(gè)波峰記為第一波峰，所述波谷在第一波峰兩側(cè)的兩個(gè)波谷中任取一者。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測(cè)量超窄線寬激光器激光線寬的方法，其特征在于:采用自外差探測(cè)系統(tǒng)，獲取 自外差條件下超窄線寬激光器的功率譜;在功率譜上高尖峰脈沖W外的區(qū)域，選取位置相 互鄰近的一個(gè)波峰和一個(gè)波谷，分別計(jì)算出所述波峰和所述波谷在功率譜上的對(duì)比度的差 值A(chǔ) S，然后根據(jù)下式計(jì)算出激光線寬Δ f: AS=101ogioS化1，Af)-l〇l〇gi〇S化2, Af) 其中，F(xiàn)I為功率譜上所述波峰位置處的頻譜儀探測(cè)頻率，F(xiàn)2為功率譜上所述波谷位置 處的頻譜儀探測(cè)頻率； 前式中，S(F1，Af)=Sl# · S2#，S(F2, Af) = Sl* · S2*;其中，S1#為F1對(duì)應(yīng)的洛侖茲線型 譜，S2#為F1對(duì)應(yīng)的周期正弦調(diào)制譜，S1^3F2對(duì)應(yīng)的洛侖茲線型譜，5方為。2對(duì)應(yīng)的周期正弦 調(diào)制譜；其中，Po為超窄線寬激光器的光功率;Td為自外差探測(cè)系統(tǒng)中，延遲光纖的時(shí)延量與聲 光調(diào)制器的時(shí)延量的差值;A1為F1與聲光調(diào)制器中屯、頻率的差值的絕對(duì)值;A2為F2與聲光 調(diào)制器中屯、頻率的差值的絕對(duì)值； Al= |Fl-f I，A2= |F2-f I，其中，f即為自外差探測(cè)系統(tǒng)中聲光調(diào)制器的中屯、頻率；I η為自外差探測(cè)系統(tǒng)中延遲光纖的折射率，L為自外差探 測(cè)系統(tǒng)中延遲光纖的長(zhǎng)度，C為光速。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量超窄線寬激光器激光線寬的方法，其特征在于:所述波峰 選取離高尖峰脈沖最近的那個(gè)波峰，離高尖峰脈沖最近的那個(gè)波峰記為第一波峰，所述波 谷在第一波峰兩側(cè)的兩個(gè)波谷中任取一者。
【專利摘要】一種測(cè)量超窄線寬激光器激光線寬的方法，其創(chuàng)新在于：采用自外差探測(cè)系統(tǒng)，獲取自外差條件下超窄線寬激光器的功率譜；在功率譜上高尖峰脈沖以外的區(qū)域，選取位置相互鄰近的一個(gè)波峰和一個(gè)波谷，分別計(jì)算出所述波峰和所述波谷在功率譜上的對(duì)比度的差值，然后根據(jù)計(jì)算出激光線寬。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提出了一種測(cè)量超窄線寬激光器激光線寬的方法，該方法可以在延遲光纖較短的條件下實(shí)現(xiàn)超窄線寬的測(cè)量，不僅大大減少了硬件需求，而且可以有效避免大長(zhǎng)度延遲光纖帶來(lái)的噪聲問(wèn)題，測(cè)量精度較好。
【IPC分類(lèi)】G01M11/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105571830
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510943672
【發(fā)明人】朱濤, 黃仕宏
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日