CN104810716A - 一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，其特征在于：包括依次串联的锁频控制模块、温度控制模块、功率控制模块、宽线激光器、第一耦合器、第二耦合器和系统信号输出端；还包括反馈系统，所述反馈系统包括依次串联的参考信号模块、锁相放大模块、扫频信号发生器、窄线激光、第一PM模块、第三耦合器、窄带光滤波器、所述锁频控制模块，所述窄带光滤波器为法布里-帕罗干涉仪，所述法布里-帕罗干涉仪的带宽为2MHz。本发明中相比传统压缩比为10倍，选用了带宽为2MHz的法布里-帕罗干涉仪作为窄带光滤波器,并考虑了FPI稳定措施,用于激光线宽的压缩和扫频控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，尤其涉及一种长距离测量时分辨率高的牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统。
背景技术
随着光纤越来越多的应用于更多的领域,与光纤相关的检测技术和传感技术的应用范围也越加广泛. 如飞机和舰船内部的使用光纤的通信网，光链路与光器件的故障会成为危及其安全的重要因素,其要求的故障检测定位精度为mm级; 分布式光纤传感可用于对桥梁、大坝、矿井、隧道等关键构件的应力分布进行mm级高空间分辨测量，可以有效评估其受损情况，利于事故预警。而激光的扫频范围和激光线宽直接影响OFDR的距离分辨率、距离范围以及检测灵敏度，是OFDR的核心技术。由于目前商用的窄线宽激光器的扫频范围不够宽，导致OFDR在长距离测量时距离分辨率有限，不能满足实际应用需求，成为当前OFDR面临的主要问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，具有长距离测量时分辨率高的特点。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，其创新点在于：包括依次串联的锁频控制模块、温度控制模块、功率控制模块、宽线激光器、第一耦合器、第二耦合器和系统信号输出端；还包括反馈系统，所述反馈系统包括依次串联的参考信号模块、锁相放大模块、扫频信号发生器、窄线激光器、第一PM模块、第三耦合器、窄带光滤波器、所述锁频控制模块，所述窄带光滤波器为法布里-帕罗干涉仪，所述法布里-帕罗干涉仪的带宽为2MHz。
优选的，所述第一耦合器为1X2耦合器。
优选的，所述第二耦合器为1X2耦合器。
优选的，所述第三耦合器和所述第一耦合器间串接有第二PM模块。
优选的，所述锁相放大模块和所述第二耦合器之间设置有光电检测电路，所述光电检测电路包括依次串联设置的MZI模块和差分光电检测模块。
本发明的优点在于：选用了带宽为2MHz的法布里-帕罗干涉仪作为窄带光滤波器,并考虑了法布里-帕罗干涉仪稳定措施,用于激光线宽的压缩和扫频控制，本发明中相比传统需要将200KHz线宽压缩至20KHz左右，压缩比为10倍。选用了带宽为2MHz的法布里-帕罗干涉仪作为窄带光滤波器,并考虑了FPI稳定措施,用于激光线宽的压缩和扫频控制。此外,完成了高精度激光频率控制电路和法布里-帕罗干涉仪的高压驱动与扫描控制电路。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的描述；
图1是本发明一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统的结构原理图；
图中：1-锁频控制模块、2-温度控制模块、3-功率控制模块、4-宽线激光器、5-第一耦合器、6-第二耦合器、7-系统信号输出端、8-参考信号模块、9-锁相放大模块、10-扫频信号发生器、11-窄线激光器、12-第一PM模块、13-第三耦合器、14-窄带光滤波器、15 -第二PM模块、16-MZI模块、17-差分光电检测模块。
具体实施方式
本发明的牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统包括依次串联的锁频控制模块1、温度控制模块2、功率控制模块3、宽线激光器4、第一耦合器5、第二耦合器6和系统信号输出端7；还包括反馈系统，该反馈系统包括依次串联的参考信号模块8、锁相放大模块9、扫频信号发生器10、窄线激光器11、第一PM模块12、第三耦合器13、窄带光滤波器14、锁频控制模块1，其中，窄带光滤波器14为法布里-帕罗干涉仪，该法布里-帕罗干涉仪的带宽为2MHz。
其中，第一耦合器5为1X2耦合器，第二耦合器6为1X2耦合器。第三耦合器13和第一耦合器5间串接有第二PM模块15，利用第二PM模15所在的光路支路实现反馈信号的再次处理。
另外，锁相放大模块9和第二耦合器6之间设置有光电检测电路，该光电检测电路包括依次串联设置的MZI模块16和差分光电检测模块17，通过收集将第二耦合器6获得的光信号，并将之反馈到窄带光滤波器14所在支路的锁相放大模块1，从而将该光信号先经过MZI模块16和差分光电检测模块17预处理，接着在反馈给窄带光滤波器14，而窄带光滤波器14将获得的该信号作为再次操作的输送信号进行参照光信号的输送。
本发明选用了带宽为2MHz的法布里-帕罗干涉仪作为窄带光滤波器,并考虑了法布里-帕罗干涉仪稳定措施,用于激光线宽的压缩和扫频控制，本发明中相比传统需要将200KHz线宽压缩至20KHz左右，压缩比为10倍。选用了带宽为2MHz的法布里-帕罗干涉仪作为窄带光滤波器,并考虑了FPI稳定措施,用于激光线宽的压缩和扫频控制。此外,完成了高精度激光频率控制电路和法布里-帕罗干涉仪的高压驱动与扫描控制电路。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，其特征在于：包括依次串联的锁频控制模块、温度控制模块、功率控制模块、宽线激光器、第一耦合器、第二耦合器和系统信号输出端；还包括反馈系统，所述反馈系统包括依次串联的参考信号模块、锁相放大模块、扫频信号发生器、窄线激光器、第一PM模块、第三耦合器、窄带光滤波器、所述锁频控制模块，所述窄带光滤波器为法布里-帕罗干涉仪，所述法布里-帕罗干涉仪的带宽为2MHz。
2.如权利要求1所述的一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，其特征在于：所述第一耦合器为1X2耦合器。
3.如权利要求1所述的一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，其特征在于：所述第二耦合器为1X2耦合器。
4.如权利要求1所述的一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，其特征在于：所述第三耦合器和所述第一耦合器间串接有第二PM模块。
5.如权利要求1所述的一种牵引式宽范围线性扫频窄线宽激光系统，其特征在于：所述锁相放大模块和所述第二耦合器之间设置有光电检测电路，所述光电检测电路包括依次串联设置的MZI模块和差分光电检测模块。
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