本發(fā)明屬于光電子儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于頻率自反饋的自穩(wěn)定型頻域鎖模激光器。

背景技術(shù)：

頻域鎖模激光器(FDML)方法是實現(xiàn)高速掃頻激光器的一個重要途徑?，F(xiàn)有頻域鎖模激光器由光放大器、調(diào)諧濾波器、延時光纖與輸出耦合器構(gòu)成，并由外部頻率源進(jìn)行驅(qū)動。這些部分使用光纖順次級聯(lián)成環(huán)，在調(diào)諧濾波器上加上與延時光纖相匹配頻率的電信號后，輸出耦合器即可輸出掃頻光信號。由于FDML采用較長的光纖作為緩存，其穩(wěn)定性易受到外界環(huán)境影響，成本也較高。

FDML振蕩需要一個外部頻率源，對該頻率源的穩(wěn)定性和精度有極高的要求，其振蕩器需要溫度控制和物理隔離，調(diào)諧精度要達(dá)到mHz量級，輸出DA轉(zhuǎn)換需要20bit，這樣的頻率源價格約占到光源總成本的50％。FDML處于鎖模狀態(tài)時，要求FDML的本征頻率和外部頻率源的驅(qū)動頻率相等，否則將影響輸出掃頻信號的帶寬、強(qiáng)度、相干性等指標(biāo)。然而實際工作環(huán)境中，較長的光纖使得環(huán)路長度對外界條件變化敏感，溫度變化和振動都會導(dǎo)致環(huán)路本征頻率和外部頻率源的失諧，影響FDML的長期穩(wěn)定性。

綜上所述，現(xiàn)有的FDML的問題在于成本較高、穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種基于頻率自反饋的自穩(wěn)定型頻域鎖模激光器，該頻域鎖模激光器具有穩(wěn)定性高和成本低廉的優(yōu)點。

本發(fā)明提出的一種基于頻率自反饋的自穩(wěn)定型頻域鎖模激光器，包括一個由光放大器、第一光隔離器、第一輸出耦合器、第二輸出耦合器、可調(diào)諧光帶通濾波器、延時光纖和第二光隔離器依次連接組成的光學(xué)環(huán)路；其特征在于，該頻域鎖模激光器還包括一個由光電探測器、電窄帶帶通濾波器和電放大器依次連接組成的頻率自反饋光電振蕩支路；其中，所述第一輸出耦合器的輸出端作為該頻域鎖模激光器的輸出端，所述頻率自反饋光電振蕩支路的光電探測器輸入端與所述光學(xué)環(huán)路的第二輸出耦合器輸出端連接，所述頻率自反饋光電振蕩支路的電放大器輸出端與所述光學(xué)環(huán)路的可調(diào)諧光帶通濾波器輸入端連接。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢：

1、本發(fā)明中FDML驅(qū)動源的驅(qū)動頻率和環(huán)路本征頻率永遠(yuǎn)保持一致，不受外部環(huán)境變化引起的FDML腔長變化的影響，徹底解決FDML的穩(wěn)定性差的問題。

2、本發(fā)明用一個成本低廉的簡單反饋電路代替昂貴的頻率驅(qū)動源，極大降低FDML的成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出的基于頻率自反饋的自穩(wěn)定型頻域鎖模激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提出的基于頻率自反饋的自穩(wěn)定型頻域鎖模激光器，結(jié)合附圖及實施例詳細(xì)說明如下：

本發(fā)明提出的基于頻率自反饋的自穩(wěn)定型頻域鎖模激光器的結(jié)構(gòu)如附圖1所示：該頻域鎖模激光器由一個光學(xué)環(huán)路和一個頻率自反饋光電振蕩支路構(gòu)成；所述光學(xué)環(huán)路為標(biāo)準(zhǔn)的FDML環(huán)路，由光放大器101(該光放大器具有直流驅(qū)動)、第一光隔離器102-1、第一輸出耦合器104-1、第二輸出耦合器104-2、一個可調(diào)諧光帶通濾波器106、延時光纖103和第二光隔離器102-2依次通過光纖連接組成；所述頻率自反饋光電振蕩支路，由光電探測器111、電窄帶帶通濾波器112和電放大器108依次通過光纖連接組成；其中，光學(xué)環(huán)路的第一輸出耦合器104-1輸出端105作為該頻域鎖模激光器的輸出端，頻率自反饋光電振蕩支路的光電探測器111輸入端通過光纖與光學(xué)環(huán)路的第二輸出耦合器104-2輸出端連接，頻率自反饋光電振蕩支路的電放大器108輸出端與光學(xué)環(huán)路的可調(diào)諧光帶通濾波器106輸入端通過光纖連接。

本發(fā)明所用各器件均為常規(guī)產(chǎn)品，本發(fā)明的工作原理如下：

所述FDML環(huán)路采用的是常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方式，其本征頻率由所述光學(xué)環(huán)路的腔長決定。本發(fā)明的核心創(chuàng)新點，是所述頻率自反饋光電振蕩支路；這一支路的輸入端是光電探測器111，它可以從第二輸出耦合器104-2發(fā)射的光信號109中提取FDML環(huán)路的本征振蕩頻率，并轉(zhuǎn)化為電信號110，將這一本征頻率饋入到中心頻率約等于FDML環(huán)路本征頻率的電窄帶帶通濾波器112中，電窄帶帶通濾波器112將接受的信號提純，電窄帶濾波器112將輸出的高純度正弦信號輸入到電放大器108中并進(jìn)行放大，作為可調(diào)諧光帶通濾波器106的驅(qū)動輸入到該濾波器中，以此實現(xiàn)FDML的自主振蕩；當(dāng)FDML環(huán)路長度發(fā)生變化時，F(xiàn)DML本征頻率的變化會自動反映到頻率自反饋光電振蕩支路中，從而實現(xiàn)自穩(wěn)定工作。由于頻率自反饋光電振蕩支路由成本低廉的電路元件構(gòu)成，因此本頻域鎖模激光器的成本要遠(yuǎn)低于現(xiàn)有產(chǎn)品。