CN104600555A - 动态声光调制光频级次选择方法及装置 - Google Patents

动态声光调制光频级次选择方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104600555A
CN104600555A CN201510031019.7A CN201510031019A CN104600555A CN 104600555 A CN104600555 A CN 104600555A CN 201510031019 A CN201510031019 A CN 201510031019A CN 104600555 A CN104600555 A CN 104600555A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical frequency
module
acousto
light
optic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510031019.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104600555B (zh
Inventor
朱振宇
李华丰
梁志国
段小艳
张合富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Original Assignee
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC filed Critical Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority to CN201510031019.7A priority Critical patent/CN104600555B/zh
Publication of CN104600555A publication Critical patent/CN104600555A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104600555B publication Critical patent/CN104600555B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明涉及一种动态声光调制光频级次选择方法及装置，属于激光测量技术及激光频率调制技术领域。动态声光调制光频级次选择方法及装置，用于有目的地选取声光调制光频指定衍射级次，同时就选定的衍射级次约束其光学输出的方向，包括光源输入模块，声光调整光频选择模块，控制及驱动模块，光源输出模块。本发明采用的光学结构简单，易于实现，能够较好地解决所选高速动态声光调制光频的可控制输出，具有较高的光学方向性，为提高了动态光频调制技术的应用提供了解决方案。

Description

动态声光调制光频级次选择方法及装置
技术领域
本发明涉及一种动态声光调制光频级次选择方法及装置，属于激光测量技术及激光频率调制技术领域。
背景技术
通过声光调制器对激光波长进行频率调制的技术广泛应用于精密测量及国民经济建设之中，在工业产品研发和测试中具有普遍性技术应用。随着技术进步，声光调制技术不局限于固定频率光频调制，逐渐向变频率调制发展，这种具有动态光波频率声光调制技术对提升测量技术能力及新产品的研制将会发挥重要的作用。声光调制器在光学测量及光频控制的使用中，由于其自身最优布拉格衍射角的限制，导致其所选衍射级次输出调频光传播方向随着频率变换而发生改变，限制了实际光学系统中使用，特别是其调整频率高速变化时无法通过结构位移的伺服控制保证输出光的方向性可控，不能满足目前动态光频调制的使用要求。因此针对高速动态光频调制的声光调制级次的选择与输出方向控制在精密测量中具有重要的现实意义，其相关的解决方法及装置在该相应技术研究领域具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有光学系统中由于动态声光调制光频衍射级次带来的光学输出方向变化的问题，提出一种动态声光调制光频级次选择方法及装置。本发明方法和装置具有较高的光学方向性，能够适应性高速调制频率输出光线方向可控的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种动态声光调制光频级次选择装置，用于有目的地选取声光调制光频指定衍射级次，同时就选定的衍射级次约束其光学输出的方向；其特征在于：其包括：光源输入模块(1)、声光调整光频选择模块(2)、控制及驱动模块(3)和光源输出模块(4)。
光源输入模块(1)的作用是将平行光导入光纤并准直后，按照预设角度输出到声光调整光频选择模块(2)。
声光调整光频选择模块(2)的作用是：接收光源输入模块(1)发送来的准直光，根据控制及驱动模块(3)提供的声光调制光频信号，将声光调制光频加载到接收光源输入模块(1)发送来的准直光上，然后将经过声光调制光频加载的准直光缩束到直径2mm到5mm后，将出射光输出到光源输出模块(4)。
控制及驱动模块(3)的作用是给声光调整光频选择模块(2)提供声光调制光频信号。所述声光调制光频信号的声光调制光频可变。
光源输出模块(4)的作用是将声光调整光频选择模块(2)的出射光导入到光纤进行输出。
各模块的连接关系为：
光源输入模块(1)的输出端与声光调整光频选择模块(2)的输入端连接；控制及驱动模块(3)输出端与声光调整光频选择模块(2)的输入端连接；声光调整光频选择模块(2)的输出端光源输出模块(4)的输入端连接。
所述光源输入模块(1)包括：激光光源(14)、第一光纤耦合器(5)、输入单模光纤(6)、第一光纤准直器(7)。激光光源(14)产生激光，并通过第一光纤耦合器(5)导入到输入单模光纤(6)，然后输出到第一光纤准直器(7)，第一光纤准直器(7)将入射光进行准直后输出到声光调整光频选择模块(2)。
所述声光调整光频选择模块(2)包括：声光调制器(8)、级次选择透镜(9)和光束缩束器(10)。光源输入模块(1)的出射光线输入到声光调制器(8)，同时声光调制器(8)接收控制及驱动模块(3)发送来的声光调制光频信号；声光调制器(8)将声光调制光频加载到入射光上，声光调制器(8)的出射光输出到级次选择透镜(9)；级次选择透镜(9)根据预先设定的布拉格衍射光的级次，收集声光调制器(8)的出射光；级次选择透镜(9)的出射光输出到光束缩束器(10)；光束缩束器(10)将入射光缩束到直径2mm到5mm后，其出射光输出到光源输出模块(4)。
所述光源输出模块(4)包括：第二光纤耦合器(11)、输出单模光纤(12)和第二光纤准直器(13)。第二光纤耦合器(11)将声光调整光频选择模块(2)的出射光导入到输出单模光纤(12)，输出单模光纤(12)的输出端与第二光纤准直器(13)连接，第二光纤准直器(13)将输出单模光纤(12)的输出光准直后输出。
所述动态声光调制光频级次选择方法的操作步骤为：
第1步：根据所述动态声光调制光频级次选择装置输出光的频率要求，设定声光调整光频选择模块(2)的声光调制光频及布拉格衍射光的级次。
第2步：根据第1步中所述声光调整光频选择模块(2)的声光调制光频及布拉格衍射光的级次，确定声光调整光频选择模块(2)入射光的入射角度。
第3步：控制及驱动模块(3)根据第1步中所述声光调整光频选择模块(2)的声光调制光频向声光调整光频选择模块(2)提供声光调制光频信号。
第4步：光源输入模块(1)的出射光输出到声光调整光频选择模块(2)，声光调整光频选择模块(2)根据控制及驱动模块(3)提供的声光调制光频信号，将声光调制光频加载到声光调整光频选择模块(2)的入射光上，并将经过声光调制光频加载的光缩束到直径2mm到5mm后，将出射光输出到光源输出模块(4)。
第5步：光源输出模块(4)将声光调整光频选择模块(2)的出射光导入到光纤进行输出。
经过上述步骤的操作，即可完成对激光光源(14)的动态调制光频的级次选择。
有益效果
本发明提出的动态声光调制光频级次选择方法及装置与已有技术相比较，具有如下优点：
①光学结构简单，易于实现，避免了为实现高速调制频率变化的复杂位移机构及伺服控制系统。
②能够较好地解决所选高速动态声光调制光频的可控制输出，具有较高的光学方向性，为提高了动态光频调制技术的应用提供了解决方案。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中动态声光调制光频级次选择装置的结构框图；
图2为本发明具体实施方式中动态声光调制光频级次选择装置的详细结构示意图。
其中，1-光源输入模块、2-声光调制光频选择模块、3-控制及驱动模块、4-光源输出模块、5-第一光纤耦合器、6-输入单模光纤、7-光纤准直器、8-声光调制器、9-级次选择透镜、10-光束约束器、11-第二光纤耦合器、12-输出单模光纤、13-第二光纤准直器、14-激光光源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
本实施例中的动态声光调制光频级次选择装置，其结构框图如图1所示，包括：光源输入模块1、声光调整光频选择模块2、控制及驱动模块3和光源输出模块4。
光源输入模块1的作用是将平行光导入光纤并准直后，按照预设角度输出到声光调整光频选择模块2。
声光调整光频选择模块2的作用是：接收光源输入模块1发送来的准直光，根据控制及驱动模块3提供的声光调制光频信号，将声光调制光频加载到接收光源输入模块1发送来的准直光上，然后将经过声光调制光频加载的准直光缩束到直径5mm后，将出射光输出到光源输出模块4。
控制及驱动模块3的作用是给声光调整光频选择模块2提供声光调制光频信号。所述声光调制光频信号的声光调制光频可变。
光源输出模块4的作用是将声光调整光频选择模块2的出射光导入到光纤进行输出。
各模块的连接关系为：
光源输入模块1的输出端与声光调整光频选择模块2的输入端连接；控制及驱动模块3输出端与声光调整光频选择模块2的输入端连接；声光调整光频选择模块2的输出端光源输出模块4的输入端连接。
本实施例中的动态声光调制光频级次选择装置的详细结构示意图如图2所示。
光源输入模块1包括：激光光源14、第一光纤耦合器5、输入单模光纤6、第一光纤准直器7。激光光源14产生激光，并通过第一光纤耦合器5导入到输入单模光纤6，然后输出到第一光纤准直器7，第一光纤准直器7将入射光进行准直后输出到声光调整光频选择模块2。
声光调整光频选择模块2包括：声光调制器8、级次选择透镜9和光束缩束器10。光源输入模块1的出射光线输入到声光调制器8，同时声光调制器8接收控制及驱动模块3发送来的声光调制光频信号；声光调制器8将声光调制光频加载到入射光上，声光调制器8的出射光输出到级次选择透镜9；级次选择透镜9根据预先设定的布拉格衍射光的级次，收集声光调制器8的出射光；级次选择透镜9的出射光输出到光束缩束器10；光束缩束器10将入射光缩束到直径5mm后，其出射光输出到光源输出模块4。
光源输出模块4包括：第二光纤耦合器11、输出单模光纤12和第二光纤准直器13。第二光纤耦合器11将声光调整光频选择模块2的出射光导入到输出单模光纤12，输出单模光纤12的输出端与第二光纤准直器13连接，第二光纤准直器13将输出单模光纤12的输出光准直后输出。
其中，激光光源14采用氦氖633nm气体稳频激光器，第一光纤耦合器5、第二光纤耦合器11、输入单模光纤6和第二光纤耦合器11均为对应633nm激光波段，其光纤芯径4μm，光纤准直输出光口径1mm。声光调制器8选取调制频率100MHz，在此基础上进行±5MHz的调频控制，其控制频率为20kHz，选取该声光调制器的动态调制布拉格一级衍射光输出。光束约束器10输入口径50mm，输出口径5mm。
使用上述动态声光调制光频级次选择装置进行动态声光调制光频级次选择的操作步骤为：
第1步：根据所述动态声光调制光频级次选择装置输出光的频率要求，设定声光调整光频选择模块2的声光调制光频及布拉格衍射光的级次。
第2步：根据第1步中所述声光调整光频选择模块2的声光调制光频及布拉格衍射光的级次，确定声光调整光频选择模块2入射光的入射角度。
第3步：控制及驱动模块3根据第1步中所述声光调整光频选择模块2的声光调制光频向声光调整光频选择模块2提供声光调制光频信号。
第4步：光源输入模块1的出射光输出到声光调整光频选择模块2，声光调整光频选择模块2根据控制及驱动模块3提供的声光调制光频信号，将声光调制光频加载到声光调整光频选择模块2的入射光上，并将经过声光调制光频加载的光缩束到直径5mm后，将出射光输出到光源输出模块4。
第5步：光源输出模块4将声光调整光频选择模块2的出射光导入到光纤进行输出。
经过上述步骤的操作，即可完成对激光光源14的动态调制光频的级次选择。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.动态声光调制光频级次选择装置，用于有目的地选取声光调制光频指定衍射级次，同时就选定的衍射级次约束其光学输出的方向；其特征在于：其包括：光源输入模块(1)、声光调整光频选择模块(2)、控制及驱动模块(3)和光源输出模块(4)；
光源输入模块(1)的作用是将平行光导入光纤并准直后，按照预设角度输出到声光调整光频选择模块(2)；
声光调整光频选择模块(2)的作用是：接收光源输入模块(1)发送来的准直光，根据控制及驱动模块(3)提供的声光调制光频信号，将声光调制光频加载到接收光源输入模块(1)发送来的准直光上，然后将经过声光调制光频加载的准直光缩束后，将出射光输出到光源输出模块(4)；
控制及驱动模块(3)的作用是给声光调整光频选择模块(2)提供声光调制光频信号；所述声光调制光频信号的声光调制光频可变；
光源输出模块(4)的作用是将声光调整光频选择模块(2)的出射光导入到光纤进行输出；
各模块的连接关系为：
光源输入模块(1)的输出端与声光调整光频选择模块(2)的输入端连接；控制及驱动模块(3)输出端与声光调整光频选择模块(2)的输入端连接；声光调整光频选择模块(2)的输出端光源输出模块(4)的输入端连接。
2.如权利要求1所述的动态声光调制光频级次选择装置，其特征在于：所述光源输入模块(1)包括：激光光源(14)、第一光纤耦合器(5)、输入单模光纤(6)、第一光纤准直器(7)；激光光源(14)产生激光，并通过第一光纤耦合器(5)导入到输入单模光纤(6)，然后输出到第一光纤准直器(7)，第一光纤准直器(7)将入射光进行准直后输出到声光调整光频选择模块(2)。
3.如权利要求1或2所述的动态声光调制光频级次选择装置，其特征在于：所述声光调整光频选择模块(2)包括：声光调制器(8)、级次选择透镜(9)和光束缩束器(10)；光源输入模块(1)的出射光线输入到声光调制器(8)，同时声光调制器(8)接收控制及驱动模块(3)发送来的声光调制光频信号；声光调制器(8)将声光调制光频加载到入射光上，声光调制器(8)的出射光输出到级次选择透镜(9)；级次选择透镜(9)根据预先设定的布拉格衍射光的级次，收集声光调制器(8)的出射光；级次选择透镜(9)的出射光输出到光束缩束器(10)；光束缩束器(10)将入射光缩束到直径2mm到5mm后，其出射光输出到光源输出模块(4)。
4.如权利要求1或2所述的动态声光调制光频级次选择装置，其特征在于：所述光源输出模块(4)包括：第二光纤耦合器(11)、输出单模光纤(12)和第二光纤准直器(13)；第二光纤耦合器(11)将声光调整光频选择模块(2)的出射光导入到输出单模光纤(12)，输出单模光纤(12)的输出端与第二光纤准直器(13)连接，第二光纤准直器(13)将输出单模光纤(12)的输出光准直后输出。
5.基于如权利要求1所述动态声光调制光频级次选择方法，其特征在于：其操作步骤为：
第1步：根据所述动态声光调制光频级次选择装置输出光的频率要求，设定声光调整光频选择模块(2)的声光调制光频及布拉格衍射光的级次；
第2步：根据第1步中所述声光调整光频选择模块(2)的声光调制光频及布拉格衍射光的级次，确定声光调整光频选择模块(2)入射光的入射角度；
第3步：控制及驱动模块(3)根据第1步中所述声光调整光频选择模块(2)的声光调制光频向声光调整光频选择模块(2)提供声光调制光频信号；
第4步：光源输入模块(1)的出射光输出到声光调整光频选择模块(2)，声光调整光频选择模块(2)根据控制及驱动模块(3)提供的声光调制光频信号，将声光调制光频加载到声光调整光频选择模块(2)的入射光上，并将经过声光调制光频加载的光缩束到直径2mm到5mm后，将出射光输出到光源输出模块(4)；
第5步：光源输出模块(4)将声光调整光频选择模块(2)的出射光导入到光纤进行输出；
经过上述步骤的操作，即可完成对激光光源(14)的动态调制光频的级次选择。
CN201510031019.7A 2015-01-21 2015-01-21 动态声光调制光频级次选择方法及装置 Active CN104600555B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510031019.7A CN104600555B (zh) 2015-01-21 2015-01-21 动态声光调制光频级次选择方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510031019.7A CN104600555B (zh) 2015-01-21 2015-01-21 动态声光调制光频级次选择方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104600555A true CN104600555A (zh) 2015-05-06
CN104600555B CN104600555B (zh) 2017-10-17

Family

ID=53126169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510031019.7A Active CN104600555B (zh) 2015-01-21 2015-01-21 动态声光调制光频级次选择方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104600555B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104793457A (zh) * 2015-05-19 2015-07-22 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于转镜式分幅相机高速摄影的激光时标信号标定方法
CN104793459A (zh) * 2015-05-19 2015-07-22 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于高速摄影的激光时标信号发生器
CN104849954A (zh) * 2015-05-19 2015-08-19 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法
CN107092105A (zh) * 2017-05-19 2017-08-25 深圳市创鑫激光股份有限公司 声光调制器、提高声光调制器输出光能量的方法及激光器
CN111725697A (zh) * 2020-06-22 2020-09-29 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种多波长激光束产生方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746427A (en) * 1971-10-15 1973-07-17 Zenith Radio Corp Acousto-optical system with simplified optics
US5517349A (en) * 1992-01-09 1996-05-14 Sandstrom; Torbjoern Process and a device for error correction in acousto-optic deflection of light beams, particularly of laser light
JP2000147578A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Toyo Commun Equip Co Ltd 光分岐デバイス
US6281948B1 (en) * 1998-02-09 2001-08-28 Ldt Gmbh & Co. Laser-Display-Technologies Kg Device for deflection, use thereof, and a video system
CN1310352A (zh) * 2000-02-15 2001-08-29 高级光学技术股份有限公司 在宽视场中动态控制光方向的设备
US20060023291A1 (en) * 2003-01-31 2006-02-02 Advantest Corporation Optical module
CN104115062A (zh) * 2011-12-28 2014-10-22 菲托尼克斯公司 补偿角色散的补偿器系统和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746427A (en) * 1971-10-15 1973-07-17 Zenith Radio Corp Acousto-optical system with simplified optics
US5517349A (en) * 1992-01-09 1996-05-14 Sandstrom; Torbjoern Process and a device for error correction in acousto-optic deflection of light beams, particularly of laser light
US6281948B1 (en) * 1998-02-09 2001-08-28 Ldt Gmbh & Co. Laser-Display-Technologies Kg Device for deflection, use thereof, and a video system
JP2000147578A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Toyo Commun Equip Co Ltd 光分岐デバイス
CN1310352A (zh) * 2000-02-15 2001-08-29 高级光学技术股份有限公司 在宽视场中动态控制光方向的设备
US20060023291A1 (en) * 2003-01-31 2006-02-02 Advantest Corporation Optical module
CN104115062A (zh) * 2011-12-28 2014-10-22 菲托尼克斯公司 补偿角色散的补偿器系统和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L.R.DICKSON: "Optical Considerations for an Acoustooptic Deflector", 《APPLIED OPTICS》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104793457A (zh) * 2015-05-19 2015-07-22 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于转镜式分幅相机高速摄影的激光时标信号标定方法
CN104793459A (zh) * 2015-05-19 2015-07-22 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于高速摄影的激光时标信号发生器
CN104849954A (zh) * 2015-05-19 2015-08-19 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法
CN104793459B (zh) * 2015-05-19 2017-06-20 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于高速摄影的激光时标信号发生器
CN104849954B (zh) * 2015-05-19 2017-08-29 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法
CN104793457B (zh) * 2015-05-19 2017-08-29 中国工程物理研究院流体物理研究所 用于转镜式分幅相机高速摄影的激光时标信号标定方法
CN107092105A (zh) * 2017-05-19 2017-08-25 深圳市创鑫激光股份有限公司 声光调制器、提高声光调制器输出光能量的方法及激光器
CN111725697A (zh) * 2020-06-22 2020-09-29 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种多波长激光束产生方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104600555B (zh) 2017-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104600555A (zh) 动态声光调制光频级次选择方法及装置
CN104777534B (zh) 一种飞秒激光刻蚀波导光栅的制备装置及方法
CN106848823A (zh) 一种基于模式选择耦合器的8字腔锁模柱矢量光纤激光器
CN105607296B (zh) 一种基于电光调制器的光脉冲整形装置及整形方法
CN103042305B (zh) 分时分光系统
CN103605005B (zh) 一种基于双y波导的光电集成电场测量系统
CN113325514B (zh) 光功率分束器的锥形波导区设计方法及光功率分束器
CN104051944A (zh) 基于偏振分束的光纤式脉冲展宽与压缩方法
CN104104007A (zh) 激光腔外功率稳定装置及其方法
CN205967800U (zh) 一种激光束输出光头动态控制装置
US9720176B2 (en) Low-loss high-repetition-rate pulsed laser modulator
CN104242024A (zh) 一种光纤激光器光路系统
CN103825190B (zh) 基于受激布里渊散射技术在大芯径光纤中输出高能量基模激光的方法及装置
CN101887202B (zh) 光纤传感用m-z型光谱整形器
CN204008794U (zh) 一种单边瓣间干涉式全光纤电压互感器
CN102591095B (zh) 基于光子晶体交叉分光波导的超短单脉冲光发生器
CN203025420U (zh) 光纤合束器
CN104391417B (zh) 基于可调谐光滤波器并行扫描的高速光纤光栅解调系统
CN102393292A (zh) 一种在保偏光纤中刻写光栅时的光栅参数测量方法及其装置
CN204758000U (zh) 一种用于分布式光纤传感系统的脉冲光信号发生装置
CN105301758A (zh) 基于法布里-玻罗干涉器的皮秒中红外脉冲转换装置
CN216312318U (zh) 一种高重频脉冲激光器
CN204012178U (zh) 基于偏振分束的光纤式脉冲展宽与压缩装置
CN205212171U (zh) 一种低损耗的高重频激光脉冲调制器
CN203645677U (zh) 同步光路结构调整指示与功率监测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant