CN202384636U - 一种基于脉冲编码的激光发生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种激光器，具体地说是一种基于脉冲编码的激光发生装置，其特征在于所述格雷码生成器产生4组2nbits单极性格雷码序列并将其送给调制模块，所述调制模块对接收的格雷脉冲序列进行调制并将调制电流提供给激光器，所述偏置模块产生激光器的阈值电流并将其提供给激光器，所述温控电路模块与激光器内部的热敏电阻构成回路，所述 激光器输出激光脉冲并将其提供给用于放大激光脉冲且将其输出的EDFA放大模块，本实用新型与现有技术相比，能够实现很高的信噪比，有效地避开非线性阈值的限制，同时减小系统的复杂度，解决了对大功率激光器的需求，降低了生产成本和开发难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光器，具体地说是一种特别适用于分布式光纤测温系统（DTS）的基于脉冲编码的激光发生装置。
背景技术
众所周知，在现有的分布式光纤测温系统中，广泛使用大功率脉冲激光器作为信号源，但是如果激光脉冲峰值功率太强则在长距离温度测量时光纤容易发生非线性效应，进而导致无法进行正确的温度解调。为了避免非线性效应只能降低激光脉冲峰值功率，但因此会导致DTS的信噪比的降低，使得温度波动度等DTS指标变差。所以，目前使用大功率脉冲激光器的分布式光纤测温系统的测量距离一般在10Km以内，无法满足长距离测温的应用需求。此外，目前分布式光纤测温系统的空间分辨率主要由大功率脉冲激光器的脉冲宽度决定，而大功率脉冲激光器的脉冲宽度难以实现10ns以下，进而使分布式光纤测温仪空间分辨率难以做到1m以内。
中国专利CN 101819073 A公布了一种采用序列脉冲编码解码的分布式光纤拉曼温度传感器，包括有S矩阵转换原理、S矩阵产生、拉曼反射光接收和解码模块，虽然可以在一定程度上解决该问题，但由于其编码复杂、控制难度高、解调计算量大的特点，影响了分布式光纤测温系统的解调精度和速度。
发明内容
本实用新型针对现有技术中存在的不足，提出一种能够解决现有用于DTS系统中激光器普遍存在的因非线性效应导致的入纤功率不足、脉冲宽度不理想、测量周期长等缺陷，能够实现超长距离、适应高空间分辨率DTS机型的基于脉冲编码的激光发生装置。
本实用新型可以通过以下措施达到：
一种基于脉冲编码的激光发生装置，包括格雷码生成器、调制模块、偏置模块、激光器、温控电路模块以及EDFA放大模块，其特征在于所述格雷码生成器产生4组2n bits单极性格雷码序列并将其送给调制模块，所述调制模块对接收的格雷脉冲序列进行调制并将调制电流提供给激光器，所述偏置模块产生激光器的阈值电流并将其提供给激光器，所述温控电路模块与激光器内部的热敏电阻构成回路，所述激光器输出激光脉冲并将其提供给EDFA放大模块，所述EDFA放大模块放大接收的激光脉冲并将其输出。
本实用新型中所述的调制模块具体可以由快速三极管实现，通过驱动信号控制三极管的导通与否，为激光器提供调制电流。
本实用新型中所述的偏置模块具体可以由运算放大器LMC6482构成的压控电流源实现，即由运算放大器构成电压与电流成比例的关系，进而通过调整电压来控制输出电流的大小。
本实用新型中所述的温控电路模块具体可以采用LT公司的LTC1923EGN来实现。
本实用新型所述激光器的中心波长为1550nm，功率为15mW。
本实用新型中所述EDFA放大模块的工作波长为1550nm，放大脉冲宽度为1-2us，重复频率为4-10kHz，峰值功率为1-10W，高消光比输出。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：通过采用格雷脉冲编码技术，用较小的峰值功率实现很高的信噪比，有效地避开非线性阈值的限制，同时减小系统的复杂度；采用FPGA实现码元位数n可调、码元宽度可设、单码重复次数和轮循次数可配置的格雷编码脉冲序列；采用小功率激光器和EDFA相结合的方式，解决了对大功率激光器的需求，降低了生产成本和开发难度。
附图说明：
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是本实用新型中格雷码生成器生成的一组单极性格雷编码脉冲序列波形图。
附图标记：格雷码生成器1、调制模块2、偏置模块3、激光器4、温控电路模块5、EDFA放大模块6。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
本实用新型提出了一种基于脉冲编码的激光发生装置，包括格雷码生成器1、调制模块2、偏置模块3、激光器4、温控电路模块5以及EDFA放大模块6，其特征在于所述格雷码生成器1能够产生4组2n bits单极性格雷码序列，并将其送给调制模块2，所述调制模块2对接收的格雷脉冲序列进行调制并将调制电流提供给激光器4，所述偏置模块3产生激光器4的阈值电流并将其提供给激光器4，所述温控电路模块5与激光器4内部的热敏电阻构成回路，所述激光器4输出激光脉冲并将其提供给用于放大激光脉冲且将其输出的EDFA放大模块6。
本实用新型在具体实施过程中，首先由格雷码生成器1产生系统所需的4组2n位单极性格雷码序列，并把该序列送给调制电路，作为其输入驱动信号，该模块具体由FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）实现，其码元位数n、码元宽度、单码重复次数和轮循次数可根据系统需要进行配置。
调制模块2由快速三极管实现，根据输入的格雷脉冲序列产生激光器4发光所需要的调制电流，并将该电流提供给激光器4。
偏置模块3由运算放大器LMC6482构成的压控电流源实现，即由运算放大器构成电压与电流成比例的关系，使用时通过调整电压来控制输出电流的大小，偏置模块3与激光器4相连接，根据激光器4的设置产生激光器4的阈值电流，并将其提供给激光器4，从而有效提高系统反应速度、保证激光器脉冲沿足够小。
温控电路模块5由LT公司的LTC1923EGN来实现，温控电路模块5与激光器4内部的热敏电阻相连接构成回路，用于控制激光器4的温度稳定。
激光器4的中心波长为1550nm，功率为15mW，激光器4在调制模块2、偏置模块3及温控电路模块5三者的作用下，输出低沿时间、光谱稳定的激光脉冲序列，并将该激光脉冲序列送入EDFA放大模块6，EDFA放大模块6的工作波长为1550nm，放大脉冲宽度为1-2us，重复频率为4-10kHz，峰值功率为1-10W，进行高消光比输出。EDFA放大模块6接收到激光器4输出的激光脉冲后，对该脉冲序列进行放大，并将放大后的激光脉冲送给后级的光纤系统。
本实用新型的实施，不局限于上述公开之实施例结构，凡基于上述基本思想做出的无需创造性劳动的替换或改进，都属于本实用新型之实施。
本实用新型基于脉冲编码技术，与现有技术相比，用较小的峰值功率实现很高的信噪比，有效地避开非线性阈值的限制，同时减小系统的复杂度，解决了对大功率激光器的需求，降低了生产成本和开发难度。
Claims (6)
1.一种基于脉冲编码的激光发生装置，包括格雷码生成器、调制模块、偏置模块、激光器、温控电路模块以及EDFA放大模块，其特征在于所述格雷码生成器产生4组2n bits单极性格雷码序列并将其送给调制模块，所述调制模块对接收的格雷脉冲序列进行调制并将调制电流提供给激光器，所述偏置模块产生激光器的阈值电流并将其提供给激光器，所述温控电路模块与激光器内部的热敏电阻构成回路，所述激光器输出激光脉冲并将其提供给EDFA放大模块，所述EDFA放大模块放大接收的激光脉冲并将其输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲编码的激光发生装置，其特征在于所述调制模块由快速三极管实现。
3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲编码的激光发生装置，其特征在于所述偏置模块由运算放大器LMC6482构成的压控电流源实现。
4.根据权利要求1所述的一种基于脉冲编码的激光发生装置，其特征在于所述温控电路模块采用LTC1923EGN实现。
5.根据权利要求1所述的一种基于脉冲编码的激光发生装置，其特征在于所述激光器的中心波长为1550nm，功率为15mW。
6.根据权利要求1所述的一种基于脉冲编码的激光发生装置，其特征在于所述EDFA放大模块的工作波长为1550nm，放大脉冲宽度为1-2us，重复频率为4-10kHz，峰值功率为1-10W，高消光比输出。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201220019315.7U CN202384636U (zh) | 2012-01-17 | 2012-01-17 | 一种基于脉冲编码的激光发生装置 |
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| CN201220019315.7U CN202384636U (zh) | 2012-01-17 | 2012-01-17 | 一种基于脉冲编码的激光发生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202384636U true CN202384636U (zh) | 2012-08-15 |
Family
ID=46633110
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201220019315.7U Expired - Lifetime CN202384636U (zh) | 2012-01-17 | 2012-01-17 | 一种基于脉冲编码的激光发生装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN202384636U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102914385A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-06 | 威海北洋电气集团股份有限公司 | 分布式光纤温度传感器及其应用 |
| CN102980683A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-03-20 | 威海北洋电气集团股份有限公司 | 脉冲编码自校正分布式光纤温度传感器及测温装置和方法 |
| CN107782438A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-03-09 | 广西师范大学 | 基于脉冲编码和边沿滤波法的光纤光栅振动测量系统 |
-
2012
- 2012-01-17 CN CN201220019315.7U patent/CN202384636U/zh not_active Expired - Lifetime
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