CN114188813A - 一种抑制激光强度起伏的激光发生器和方法 - Google Patents

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黄承组
彭博
付子豪
代明珍
刘星汛
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Abstract

本发明的一个实施例公开了一种抑制激光强度起伏的激光发生器和方法，包括：激光生成器、可调光纤衰减器、光纤分束器和激光补偿器，其中，所述激光生成器用于生成输入激光，所述可调光纤衰减器用于将输入激光传输给光纤分束器，或者在接收到激光补偿器的补偿信号后，调整端口电压，对输入激光进行补偿后传输给光纤分束器；所述光纤分束器用于将输入激光或补偿后的输入激光分成第一激光和第二激光，所述第一激光为所述激光发生器的输出激光；所述激光补偿器用于根据所述第二激光生成所述补偿信号，发送给可调光纤衰减器。

Description

一种抑制激光强度起伏的激光发生器和方法
技术领域
本发明涉及激光发生器领域。更具体地，涉及一种抑制激光强度起伏的激光发生器和方法。
背景技术
激光发生器因其输出激光线宽窄、指向性好，广泛应用于工业制造、科学研究、通信等各个领域。近年来，随着单模保偏光纤及光纤器件的普遍使用，因光纤偏振漂移引起的激光强度起伏问题急需解决。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个实施例提供一种抑制激光强度起伏的激光发生器，其特征在于，包括：
激光生成器、可调光纤衰减器、光纤分束器和激光补偿器，其中，
所述激光生成器用于生成输入激光，
所述可调光纤衰减器用于将输入激光传输给光纤分束器，或者在接收到激光补偿器的补偿信号后，调整端口电压，对输入激光进行补偿后传输给光纤分束器；
所述光纤分束器用于将输入激光或补偿后的输入激光分成第一激光和第二激光，所述第一激光为所述激光发生器的输出激光；
所述激光补偿器用于根据所述第二激光生成所述补偿信号，发送给可调光纤衰减器。
在一个具体实施例中，所述激光补偿器包括：光探测器和反馈控制单元，其中
所述光探测器用于将输入激光转换为电压信号，
所述反馈控制单元用于根据所述电压信号与预设的电压值比较结果，生成所述补偿信号。
在一个具体实施例中，所述输入激光为线偏振激光。
在一个具体实施例中，所述光探测器、所述反馈控制单元和可调光纤衰减器之间电连接。
本发明的第二个实施例提供一种抑制激光强度起伏的激光发生方法，包括：
激光生成器在N个时刻生成输入激光；
可调光纤衰减器将N个时刻生成的输入激光传输给光纤分束器，或者在接收到激光补偿器的补偿信号后，调整端口电压，对接收到的下一个时刻生成的输入激光进行补偿，并给光纤分束器；
光纤分束器将输入激光或补偿后的输入激光分成第一激光和第二激光，所述第一激光为输出激光；
激光补偿器根据所述第二激光生成所述补偿信号，发送给所述可调光纤衰减器。
在一个具体实施例中，所述生成补偿信号包括：
光探测器将输入激光转换为电压信号，
反馈控制单元根据所述电压信号与预设的电压值比较结果，生成所述补偿信号。
在一个具体实施例中，所述输入激光为线偏振激光。
在一个具体实施例中，所述光探测器、所述反馈控制单元和可调光纤衰减器之间电连接。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种抑制激光强度起伏的激光发生器和方法，通过可调光纤衰减器来实时补偿光纤偏振漂移，最终实现激光强度稳定控制，提升激光功率稳定度，并利用光电探测器探测激光光强变化，利用控制信号控制可调光纤衰减器驱动电压端口电压来实时补偿光纤偏振漂移，进而实现激光强度稳定控制从而补偿了光纤偏振漂移，提高激光强度的稳定度，并不引入激光强度高频噪声，且为全光纤结构，原理清晰、结构简单、易于集成与应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本发明一个实施例的抑制激光强度起伏的激光发生器结构示意图；
图2示出根据本发明一个实施例的抑制激光强度起伏的激光发生方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在量子微波场强测量装置中，激光发生器是不可或缺的设备，激光发生器光功率稳定度是微弱场强测量不确定度主要来源之一，目前通常采用声光调制器和液晶相位延迟器实现激光功率稳定控制，以上两种方案会在微弱场强测量信号频率范围(典型值100kHz～500kHz)引入中带来强度噪声，但是以上两种方案激光均为自由空间传输方式，无法解决光纤偏振漂移引起的激光强度起伏问题。
有鉴于此，如图1所示，本发明的一个实施例提供一种抑制激光强度起伏的激光发生器，包括：
激光生成器1、可调光纤衰减器2、光纤分束器3和激光补偿器4，其中，
所述激光生成器1用于生成输入激光，
所述可调光纤衰减器2用于将输入激光传输给光纤分束器，或者在接收到激光补偿器的补偿信号后，调整端口电压，对输入激光进行补偿后传输给光纤分束器；
所述光纤分束器3用于将输入激光或补偿后的输入激光分成第一激光和第二激光，所述第一激光为所述激光发生器的输出激光；
所述激光补偿器4用于根据所述第二激光生成所述补偿信号，发送给可调光纤衰减器。
本实施例提供的一种抑制激光强度起伏的激光发生器，通过可调光纤衰减器来实时补偿光纤偏振漂移，最终实现激光强度稳定控制，提升激光功率稳定度。该装置利用光电探测器探测激光光强变化，利用控制信号控制可调光纤衰减器驱动电压端口电压来实时补偿光纤偏振漂移，进而实现激光强度稳定控制从而补偿了光纤偏振漂移，提高激光强度的稳定度，并不引入激光强度高频噪声，且为全光纤结构，原理清晰、结构简单、易于集成与应用。
在一个具体实施例中，所述激光补偿器包括：光探测器401和反馈控制单元402，其中
所述光探测器用于将输入激光转换为电压信号，
所述反馈控制单元用于根据所述电压信号与预设的电压值比较结果，生成所述补偿信号。
在一个具体实施例中，所述输入激光为线偏振激光。
在一个具体实施例中，所述光探测器、所述反馈控制单元和可调光纤衰减器之间电连接。
与上述实施例提供的激光发生器相对应，如图2所示，一种抑制激光强度起伏的激光发生方法，包括：
激光生成器在N个时刻生成输入激光；
可调光纤衰减器将N个时刻生成的输入激光传输给光纤分束器，或者在接收到激光补偿器的补偿信号后，调整端口电压，对接收到的下一个时刻生成的输入激光进行补偿，并给光纤分束器；
光纤分束器将输入激光或补偿后的输入激光分成第一激光和第二激光，所述第一激光为输出激光；
激光补偿器根据所述第二激光生成所述补偿信号，发送给所述可调光纤衰减器。
在本实施例中，N＝1时，
激光生成器在第一个时刻生成输入激光；
可调光纤衰减器将第一个时刻生成的输入激光传输给光纤分束器，
光纤分束器将第一时刻生成的输入激光分成第一时刻的第一激光和第一时刻的第二激光，所述第一时刻的第一激光为输出激光；
激光补偿器根据所述第一时刻的第二激光生成所述第一时刻的补偿信号，发送给所述可调光纤衰减器。
在本实施例中，N＝2、3、4、5、…n时，以N＝2为例，
激光生成器在第二个时刻生成输入激光；
可调光纤衰减器接收所述激光补偿器发送的第一时刻的补偿信号，所述补偿信号作用于端口的压电陶瓷，从而调整了所述可调光纤衰减器的端口电压，对接收到的第二个时刻生成的输入激光进行了补偿，并给光纤分束器，抑制了由于光纤偏振漂移引起的激光强度起伏，实现了激光强度实时闭环稳定控制。
光纤分束器补偿后的第二时刻的输入激光分成第二时刻的第一激光和第二时刻的第二激光，所述第二时刻的第一激光为输出激光；
激光补偿器根据所述第二时刻的第二激光生成所述第二时刻的补偿信号，发送给所述可调光纤衰减器。
在一个具体实施例中，所述生成补偿信号包括：
光探测器将输入激光转换为电压信号，
反馈控制单元根据所述电压信号与预设的电压值比较结果，生成所述补偿信号。
在一个具体实施例中，所述输入激光为线偏振激光。
由于本申请实施例提供的抑制激光强度起伏的激光发生方法与上述几种实施例提供的激光发生器相对应，因此在前实施方式也适用于本实施例提供的抑制激光强度起伏的激光发生方法，在本实施例中不再详细描述。
本实施例提供的一种抑制激光强度起伏的激光发生方法，通过可调光纤衰减器来实时补偿光纤偏振漂移，最终实现激光强度稳定控制，提升激光功率稳定度。该方法利用光电探测器探测激光光强变化，利用控制信号控制可调光纤衰减器驱动电压端口电压来实时补偿光纤偏振漂移，进而实现激光强度稳定控制从而补偿了光纤偏振漂移，提高激光强度的稳定度，并不引入激光强度高频噪声，且为全光纤结构，原理清晰、结构简单、易于集成与应用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种抑制激光强度起伏的激光发生器，其特征在于，包括：
激光生成器、可调光纤衰减器、光纤分束器和激光补偿器，其中，
所述激光生成器用于生成输入激光，
所述可调光纤衰减器用于将输入激光传输给光纤分束器，或者在接收到激光补偿器的补偿信号后，调整端口电压，对输入激光进行补偿后传输给光纤分束器；
所述光纤分束器用于将输入激光或补偿后的输入激光分成第一激光和第二激光，所述第一激光为所述激光发生器的输出激光；
所述激光补偿器用于根据所述第二激光生成所述补偿信号，发送给可调光纤衰减器。
2.根据权利要求1所述的激光发生器，其特征在于，所述激光补偿器包括：光探测器和反馈控制单元，其中
所述光探测器用于将输入激光转换为电压信号，
所述反馈控制单元用于根据所述电压信号与预设的电压值比较结果，生成所述补偿信号。
3.根据权利要求1所述的激光发生器，其特征在于，所述输入激光为线偏振激光。
4.根据权利要求2所述的激光发生器，其特征在于，所述光探测器、所述反馈控制单元和可调光纤衰减器之间电连接。
5.一种抑制激光强度起伏的激光发生方法，其特征在于，包括：
激光生成器在N个时刻生成输入激光；
可调光纤衰减器将N个时刻生成的输入激光传输给光纤分束器，或者在接收到激光补偿器的补偿信号后，调整端口电压，对接收到的下一个时刻生成的输入激光进行补偿，并给光纤分束器；
光纤分束器将输入激光或补偿后的输入激光分成第一激光和第二激光，所述第一激光为输出激光；
激光补偿器根据所述第二激光生成所述补偿信号，发送给所述可调光纤衰减器。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述生成补偿信号包括：
光探测器将输入激光转换为电压信号，
反馈控制单元根据所述电压信号与预设的电压值比较结果，生成所述补偿信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述输入激光为线偏振激光。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光探测器、所述反馈控制单元和可调光纤衰减器之间电连接。
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