基于高斯白噪聲的激光展寬裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光領(lǐng)域，尤其涉及基于高斯白噪聲的激光展寬裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁感應(yīng)透明是非線性光學(xué)中重要的量子相干現(xiàn)象，是指當(dāng)吸收介質(zhì)加入強(qiáng)耦合場后，該介質(zhì)對弱探測光吸收減弱或者不吸收。此過程中可以認(rèn)為耦合光泵浦和耦合的作用，為了研宄其中泵浦的作用，就需要增加激光信號的線寬，使該共振光不再具有耦合的作用。這就需要設(shè)計相應(yīng)的控制裝置來展寬激光線寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種基于高斯白噪聲的激光展寬裝置和方法，能夠?qū)崿F(xiàn)寬線寬、不相干的激光。
[0004]本發(fā)明的第一個方面是提供一種基于高斯白噪聲的激光展寬裝置，包括:
[0005]噪聲產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生并向放大模塊輸入第一噪聲信號；
[0006]放大模塊，用于接收并根據(jù)所述第一噪聲信號產(chǎn)生并向頻分復(fù)用模塊輸入第二噪聲信號；
[0007]供電模塊，用于產(chǎn)生和向頻分復(fù)用模塊輸入第一供電信號；
[0008]頻分復(fù)用模塊，用于接收并根據(jù)所述第二噪聲信號與所述第一供電信號生成第一控制信號、和向激光模塊輸入所述第一控制信號；
[0009]激光模塊，用于接收并根據(jù)所述第一控制信號產(chǎn)生寬線寬的激光信號。
[0010]本發(fā)明的第二個方面是提供一種基于高斯白噪聲的激光展寬方法，包括:
[0011]噪聲產(chǎn)生模塊產(chǎn)生并向放大模塊輸入第一噪聲信號；
[0012]放大模塊接收并根據(jù)所述第一噪聲信號產(chǎn)生并向頻分復(fù)用模塊輸入第二噪聲信號；
[0013]供電模塊產(chǎn)生和向頻分復(fù)用模塊輸入第一供電信號；
[0014]頻分復(fù)用模塊接收并根據(jù)所述第二噪聲信號與所述第一供電信號生成第一控制信號、和向激光模塊輸入所述第一控制信號；
[0015]激光模塊接收并根據(jù)所述第一控制信號產(chǎn)生寬線寬的激光信號。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置通過將混合了高斯白噪聲的控制信號輸入到激光模塊對其進(jìn)行控制，可以實現(xiàn)產(chǎn)生寬線寬、不相干的激光；將這種激光作為電磁感應(yīng)透明EIT的耦合光，能夠?qū)崿F(xiàn)僅改變粒子數(shù)分布，也即將低能級的粒子抽運(yùn)到相應(yīng)的高能級而不會使能級發(fā)生分裂且不會引起介質(zhì)對探測光的吸收性質(zhì)發(fā)生改變。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一的電路圖；
[0020]圖3為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一中Bias-T結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一中高斯白噪聲在頻譜分析儀上的觀測圖；
[0022]圖5為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一中激光線寬結(jié)果的對比圖；
[0023]圖6為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一中激光光譜展寬前后的對比圖；
[0024]圖7為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬方法實施例一的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一的電路圖，如圖1和圖2所示，本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置包括:
[0026]噪聲產(chǎn)生模塊11，用于產(chǎn)生并向放大模塊輸入第一噪聲信號；
[0027]放大模塊12，用于接收并根據(jù)所述噪聲產(chǎn)生模塊輸入的第一噪聲信號產(chǎn)生并向頻分復(fù)用模塊輸入第二噪聲信號；
[0028]供電模塊13，用于產(chǎn)生和向頻分復(fù)用模塊輸入第一供電信號；
[0029]頻分復(fù)用模塊14，用于接收并根據(jù)所述放大模塊產(chǎn)生的第二噪聲信號與所述供電模塊輸入的第一供電信號生成第一控制信號、和向激光模塊輸入所述第一控制信號；
[0030]激光模塊15，用于接收并根據(jù)所述頻分復(fù)用模塊輸入的第一控制信號產(chǎn)生寬線寬的激光信號。
[0031 ] 優(yōu)選的，所述噪聲模塊為雪崩噪聲模塊，相應(yīng)的，所述第一噪聲信號為高斯白噪聲信號；高斯白噪聲(White Gaussian Noise)指的是幅值服從高斯分布、功率譜密度服從均勻分布的噪聲；優(yōu)選的，所述噪聲模塊具體為齊納穩(wěn)壓管，所述齊納穩(wěn)壓管可以為1N4747 ;所述齊納穩(wěn)壓管1N4747的擊穿電壓為12V ;采用雪崩式擊穿二級管所產(chǎn)生的噪聲電平大于隧道效應(yīng)二極管產(chǎn)生的噪聲電平，且這一噪聲電平還會隨二極管的齊納電壓上升而增加，這里選用齊納穩(wěn)壓二極管的雪崩擊穿能夠獲得較為理想的高斯白噪聲；
[0032]優(yōu)選的，所述放大模塊可以為低噪放大器(Low Noise Amplipier，LNA)，所述放大模塊至少包括N個級次的放大單元；所述低噪放大器可以為MAX2611芯片；其中、N彡3 ;MAX2611芯片是一款低供電電壓、低噪聲、直流至微波頻率的信號放大器，單電壓+5V供電，具有高增益、低噪聲的優(yōu)良性能，500MHz處增益為18dB，而噪聲僅為3.5dB ；1N4747產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過MAX2611三級放大后可以得到-1OdBm的信號；
[0033]優(yōu)選的，所述頻分復(fù)用模塊為Bias-T結(jié)構(gòu)；如圖3所示，所述Bias-T結(jié)構(gòu)實行頻分復(fù)用多工方式，RF端連接所述放大模塊的Signal端，從而接收所述第二噪聲信號，DC端接收供電模塊輸入的供電信號，第二噪聲信號由RF端輸入后濾掉高頻，進(jìn)而與由DC端輸入的濾掉低頻的供電信號進(jìn)行混合產(chǎn)生第一控制信號，再輸入到激光模塊對其進(jìn)行控制并產(chǎn)生寬線寬、不相干的激光，這種激光作為電磁感應(yīng)透明EIT的耦合光，僅改變粒子數(shù)分布，也即將低能級的粒子抽運(yùn)到相應(yīng)的高能級而不會使能級發(fā)生分裂并且不會引起介質(zhì)對探測光的吸收性質(zhì)發(fā)生改變；
[0034]圖4為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一中高斯白噪聲在頻譜分析儀上的觀測圖；圖5為本發(fā)明基于高斯白噪聲的激光展寬裝置實施例一中激光線寬結(jié)果的對比圖；如圖4所示，橫坐標(biāo)表示頻率，每格為5MHz，縱坐標(biāo)表示功率，單位為dBm，本