CN107490830A - 一种高速扫频光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高速扫频光源装置，包括光源、控制信号发生器、光开关和光纤环路，所述光纤环路与所述光开关形成闭合环路，所述控制信号发生器与所述光开关连接，所述光源的输出光从所述光开关的1端口进入，所述控制信号发生器控制所述光开关在直通模式、交叉模式之间切换。本发明的有益效果是：具有快速和精准的优点。

Description

一种高速扫频光源装置
技术领域
本发明涉及光通信，尤其涉及一种高速扫频光源装置。
背景技术
扫频光源，可用于动态光通信系统实现波长切换功能，以及用于光传感或者成像领域，用于测试器件或者待测物在光频的响应特性。为了获得足够快的切换速度或者测量速度，必须要求光源频率可以保持非常稳定并且快速的扫描。
然而，已有可调谐激光器虽然可实现光波长的扫描，但存在若干问题：1，受工作环境和器件温度的影响，扫描步长不够精确；2. 受物理器件特性影响，扫描速度不够稳定。此外，可通过单边带调制方法，通过改变加载光调制器的微波频率，实现光频率的扫描，但主要存在抑制载波以及多余边带分量的技术困难。
因此，如何提供一种具有快速和精准的光频扫描装置是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种高速扫频光源装置。
本发明提供了一种高速扫频光源装置，包括光源、控制信号发生器、光开关和光纤环路，所述光纤环路与所述光开关形成闭合环路，所述控制信号发生器与所述光开关连接，所述光源的输出光从所述光开关的1端口进入，所述控制信号发生器控制所述光开关在直通模式、交叉模式之间切换。
作为本发明的进一步改进，所述光纤环路包括光耦合器、光移频器和光放大器，其中，所述光耦合器的输入端与所述光开关的4端口连接，所述光耦合器的输出端与所述光移频器的输入端连接，所述光移频器的输出端与所述光放大器的输入端连接，所述光放大器的输出端与所述光开关的2端口连接。
本发明的有益效果是：通过上述方案，具有快速和精准的优点。
附图说明
图1是本发明一种高速扫频光源装置的示意图。
图2是本发明一种高速扫频光源装置的控制信号发生器输出电压与时间的关系图。
图3是本发明一种高速扫频光源装置的输出光波长与时间的关系图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种高速扫频光源装置，包括光源102、控制信号发生器101、光开关103和光纤环路，所述光纤环路与所述光开关103形成闭合环路，所述控制信号发生器101与所述光开关103连接，所述光源102的输出光从所述光开关103的1端口进入，所述控制信号发生器101控制所述光开关103在直通模式、交叉模式之间切换。
如图1所示，所述光纤环路包括光耦合器104、光移频器105和光放大器106，其中，所述光耦合器104的输入端与所述光开关103的4端口连接，所述光耦合器104的输出端与所述光移频器105的输入端连接，所述光移频器105的输出端与所述光放大器106的输入端连接，所述光放大器106的输出端与所述光开关103的2端口连接。
通过控制信号发生器101产生控制信号施加在光开关103，使得光开关103在两个模式之间切换：①直通模式和②交叉模式。直通模式下，1端口与3端口接通，2端口和4端口接通；在交叉模式下，1端口与4端口接通，2端口和3端口接通。
在初始状态，光开光103工作在直通模式，光源102的输出光从1端口进入，3端口输出。在光纤环路的内部，没有光信号；当控制信号改变后，光开关103进入交叉模式，光源102输出光从1端口进入4端口，经过光耦合器104后再进入光移频器105，光的波长产生固定的频移量，当光信号抵达3端口时，控制信号改变并使得光开关进入直通模式，光信号会从2端口进入4端口。接下来，光信号在光纤环路持续传输，每经过一次移频器，光信号的波长会有固定的频移量。光纤环内的光耦合器104用于将扫频信号引出，光放大器106用于补偿光耦合器104和光移频器105的插入损耗，保持扫频信号功率的稳定输出。
本发明提供的一种高速扫频光源装置的具体工作过程为：
控制信号发生器101生成周期为(N+1)Ts的输出电压，用于控制光开关的工作模式，其中为光在光纤环路里面的传输时间，如图2所示。初始状态下，光开关103处于直通模式，光环路里没有光信号。之后控制信号发生器101的输出高电平使得光开关103处于交叉模式。此时，光信号从端口1经过端口4进入到光纤环路内，经过Ts时间信号抵达2端口，此时控制信号发生器101输出时长为NTs的低电平，使得光开关103工作于直通模式，从而光信号将在光纤环路里面循环传输，每经过一圈传输，信号会经过一次光移频器105，实现光信号频率上fs的频移量。fs是光信号在光纤环路里传输一次的频移量。经过NTs时长后，控制信号发生器101的输出电压再次变化使得光开关103处于交叉模式。此时，环内的光信号从端口2进，从端口3输出环外，与此同时，环外的光源信号从1端口进，从端口4出，从而进入环内，当信号沿环内运行一圈，抵达端口2时，控制信号从低电平改为高电平，光开光103从交叉模式改为直通模式，从而开始新一周期的运行。此装置最终实现等间距、周期性的光频率扫描功能。最终输出的光信号如图3所示。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种高速扫频光源装置，其特征在于：包括光源、控制信号发生器、光开关和光纤环路，所述光纤环路与所述光开关形成闭合环路，所述控制信号发生器与所述光开关连接，所述光源的输出光从所述光开关的1端口进入，所述控制信号发生器控制所述光开关在直通模式、交叉模式之间切换。
2.根据权利要求1所述的高速扫频光源装置，其特征在于：所述光纤环路包括光耦合器、光移频器和光放大器，其中，所述光耦合器的输入端与所述光开关的4端口连接，所述光耦合器的输出端与所述光移频器的输入端连接，所述光移频器的输出端与所述光放大器的输入端连接，所述光放大器的输出端与所述光开关的2端口连接。
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