CN203323876U - 采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置 - Google Patents
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Abstract
采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置，属于光纤布里渊增益谱的测量领域。本实用新型为解决布里渊增益谱的测试装置中，采用ASE光源作为探测光，不利于远距离测量的问题。它的光纤激光器输出的激光经光纤分路器分为两束，第一束依次经第一偏振控制器、光纤环形器的第一端口和第二端口后入射至待测光纤的一端；第二束入射至探测光源的光信号接收端，探测光源输出的平顶宽谱探测光经光纤隔离器入射至待测光纤的另一端；待测光纤放大后的平顶宽谱探测光经光纤环形器的第二端口和第三端口后入射至法布里-珀罗干涉仪的光信号接收端，法布里-珀罗干涉仪的电信号输出端连接示波器的显示信号输入端。本实用新型用于探测光纤布里渊增益谱。
Description
技术领域
本实用新型涉及采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置，属于光纤布里渊增益谱的测量技术领域。
背景技术
布里渊增益谱包含布里渊频移、线宽以及增益包络等重要信息，在分布式光纤传感、微弱信号的滤波放大和布里渊激光雷达探测等方面应用广泛。为获得信噪比SNR较高的布里渊增益谱，通常采用泵浦-探测法进行测量，即利用可调谐激光器或微波发生器控制电光强度调制器产生Stokes频移的探测光，该探测光和对向传播的泵浦光在布里渊放大器介质中发生相互作用，实现泵浦光向探测光的能量或功率转移，当在Stokes频移附近连续扫描探测光的频率，在放大器的输出端即得到放大的探测光光谱，即为布里渊增益谱。这种方法在应用中存在探测光频率扫描时间较长，无法实时、准确和迅速获得传感信息等问题，这也是限制其应用的主要缺陷之一。
中国专利《泵浦-探测法非扫描式测量布里渊增益谱的装置及方法》，公开号为CN102967371A，公开日为20130313，公开了以ASE光源作为探测光的方式来实现非扫描泵浦-探测法测量增益谱。然而由于通常的ASE光源带宽过宽，致使需要放大的Stokes成分功率较低，本底噪声较大，从而影响了布里渊增益谱的信噪比，不利于远距离布里渊增益谱的测量。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有布里渊增益谱的测试装置中，采用ASE光源作为探测光，不利于远距离测量的问题，提供了一种采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置。
本实用新型所述采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置，它包括光纤激光器，它还包括光纤分路器、第一偏振控制器、光纤环行器、待测光纤、法布里-珀罗测量仪、探测光源和光纤隔离器，
法布里-珀罗测量仪由法布里-珀罗干涉仪和示波器组成，
光纤激光器输出的激光经光纤分路器分为两束，第一束依次经第一偏振控制器、光纤环形器的第一端口和第二端口后入射至待测光纤的一端；
第二束入射至探测光源的光信号接收端，探测光源输出的平顶宽谱探测光经光纤隔离器入射至待测光纤的另一端；
待测光纤放大后的平顶宽谱探测光经光纤环形器的第二端口和第三端口后入射至法布里-珀罗干涉仪的光信号接收端，法布里-珀罗干涉仪的电信号输出端连接示波器的显示信号输入端。
所述探测光源由第二偏振控制器、第一强度调制器、微波发生器、光纤光栅滤波器、光纤放大器、第二强度调制器和任意波形信号发生器组成，
探测光源的光信号接收端为第二偏振控制器的光信号接收端，第二偏振控制器的光信号输出端连接第一强度调制器的光信号输入端，第一强度调制器的电信号输入端连接微波发生器的电信号输出端，第一强度调制器的光信号输出端连接光纤光栅滤波器的输入端，光纤光栅滤波器的输出端连接光纤放大器的输入端，光纤放大器的输出端连接第二强度调制器的光信号输入端，第二强度调制器的电信号输入端连接任意波形信号发生器的电信号输出端，第二强度调制器输出的平顶宽谱探测光为探测光源输出的平顶宽谱探测光。
本实用新型的优点：本实用新型可根据待测光纤材料的不同，对平顶宽谱探测光的带宽进行灵活调节；在Stokes频移附近的平顶宽谱探测光，功率可调，且能满足远距离探测的需要；所述装置在测量布里渊增益谱的过程中，由于不需要对探测光的频率进行扫描，大大缩短了测量时间。
本实用新型采用法布里-珀罗干涉仪和示波器作为放大的平顶宽谱探测光的测量装置，结构更加简单，实用。
附图说明
图1是本实用新型所述采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置的原理框图；
图2是本实用新型所述测量光纤布里渊增益谱的原理示意图；图中A表示放大光，B表示泵浦光，C表示平顶宽谱探测光。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置，它包括光纤激光器1，它还包括光纤分路器2、第一偏振控制器3、光纤环行器4、待测光纤5、法布里-珀罗测量仪6、探测光源7和光纤隔离器8，
法布里-珀罗测量仪6由法布里-珀罗干涉仪6-1和示波器6-2组成，
光纤激光器1输出的激光经光纤分路器2分为两束，第一束依次经第一偏振控制器3、光纤环形器4的第一端口和第二端口后入射至待测光纤5的一端；
第二束入射至探测光源7的光信号接收端，探测光源7输出的平顶宽谱探测光经光纤隔离器8入射至待测光纤5的另一端；
待测光纤5放大后的平顶宽谱探测光经光纤环形器4的第二端口和第三端口后入射至法布里-珀罗干涉仪6-1的光信号接收端，法布里-珀罗干涉仪6-1的电信号输出端连接示波器6-2的显示信号输入端。
本实施方式中，除了法布里-珀罗干涉仪6-1和示波器6-2之间为电路连接外，其余组件之间均为光纤连接。
具体实施方式二：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，本实施方式所述探测光源7由第二偏振控制器7-1、第一强度调制器7-2、微波发生器7-3、光纤光栅滤波器7-4、光纤放大器7-5、第二强度调制器7-6和任意波形信号发生器7-7组成，
探测光源7的光信号接收端为第二偏振控制器7-1的光信号接收端，第二偏振控制器7-1的光信号输出端连接第一强度调制器7-2的光信号输入端，第一强度调制器7-2的电信号输入端连接微波发生器7-3的电信号输出端，第一强度调制器7-2的光信号输出端连接光纤光栅滤波器7-4的输入端，光纤光栅滤波器7-4的输出端连接光纤放大器7-5的输入端，光纤放大器7-5的输出端连接第二强度调制器7-6的光信号输入端，第二强度调制器7-6的电信号输入端连接任意波形信号发生器7-7的电信号输出端，第二强度调制器7-6输出的平顶宽谱探测光为探测光源7输出的平顶宽谱探测光。
本实施方式中，除了微波发生器7-3和第一强度调制器7-2的连接以及第二强度调制器7-6和任意波形信号发生器7-7的连接外，其余组件之间均为光纤连接。
工作原理：使光纤激光器1输出C波段窄带激光，该窄带激光波长为1550nm，线宽范围为1KHz～10MHz；通过探测光源7中第二偏振控制器7-1调节入射激光的偏振态，然后输出给第一强度调制器7-2，同时由微波发生器7-3产生10GHz～12GHz的正弦信号控制第一强度调制器7-2产生1阶上下边频光，调节第一强度调制器7-2输入的激光，使其中心频率光谱达到最小值，同时使1阶上下边频光达到最大值，采用光纤光栅滤波器7-4滤除1阶上边频光，1阶下边频光作为Stokes频移的探测光，Stokes频移的探测光经光纤放大器7-5放大后，输入到第二强度调制器7-6，由任意波形信号发生器7-7产生sinc函数信号控制第二强度调制器7-6产生平顶宽谱探测光，该平顶宽谱探测光通过光纤隔离器8，进入到待测光纤5中；待测光纤5中接收的光纤环行器4的第二端口传输的激光作为泵浦光，该泵浦光与平顶宽谱探测光在待测光纤5中发生布里渊放大后，放大的平顶宽谱探测光依次由光纤环行器4的第二端口和第三端口进入到法布里-珀罗干涉仪6-1，作为法布里-珀罗测量仪6的待测信号；法布里-珀罗干涉仪6-1将接收到的平顶宽谱探测光信号转变为电信号，输入到示波器6-2中，由此在示波器6-2中得到待测光纤5的布里渊增益谱，即为法布里-珀罗测量仪6最终获得的布里渊增益谱。
本实用新型在工作过程中，采用一束单频泵浦光和一束平顶宽谱探测光在待测光纤5中相遇，如图2所示，其中平顶宽谱探测光在光纤布里渊增益谱范围内的频谱成分都会和泵浦光发生相互作用，得到布里渊放大，当平顶宽谱探测光带宽大于待测光纤的布里渊增益谱带宽时，放大输出光即为该光纤的布里渊增益谱。
所述由任意波形信号发生器7-7产生sinc函数信号控制第二强度调制器7-6产生平顶宽谱探测光的具体控制方法为：调节sinc函数信号的周期，改变平顶宽谱探测光的带宽，保证待测光纤5的布里渊增益谱完整呈现，满足各种条件下布里渊频移和线宽的测量要求。
本实用新型中，通过第二偏振控制器7-1调节激光的偏振态，使其与第一强度调制器7-2所要求输入激光的偏振态相一致，此时，第二偏振控制器7-1调节的激光通过第一强度调制器7-2的损耗最小；调节第一强度调制器7-2输入的激光，使其中心频率光谱达到最小值的方法为：调节加在第一强度调制器7-2上的直流偏置电压使中心频率光谱达到最小值，同时使1阶上下边频光达到最大值。
Claims (2)
1.一种采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置，它包括光纤激光器（1），其特征在于，它还包括光纤分路器（2）、第一偏振控制器（3）、光纤环行器（4）、待测光纤（5）、法布里-珀罗测量仪（6）、探测光源（7）和光纤隔离器（8），
法布里-珀罗测量仪（6）由法布里-珀罗干涉仪（6-1）和示波器（6-2）组成，
光纤激光器（1）输出的激光经光纤分路器（2）分为两束，第一束依次经第一偏振控制器（3）、光纤环形器（4）的第一端口和第二端口后入射至待测光纤（5）的一端；
第二束入射至探测光源（7）的光信号接收端，探测光源（7）输出的平顶宽谱探测光经光纤隔离器（8）入射至待测光纤（5）的另一端；
待测光纤（5）放大后的平顶宽谱探测光经光纤环形器（4）的第二端口和第三端口后入射至法布里-珀罗干涉仪（6-1）的光信号接收端，法布里-珀罗干涉仪（6-1）的电信号输出端连接示波器（6-2）的显示信号输入端。
2.根据权利要求1所述的采用平顶宽谱探测光测量光纤布里渊增益谱的装置，其特征在于，所述探测光源（7）由第二偏振控制器（7-1）、第一强度调制器（7-2）、微波发生器（7-3）、光纤光栅滤波器（7-4）、光纤放大器（7-5）、第二强度调制器（7-6）和任意波形信号发生器（7-7）组成，
探测光源（7）的光信号接收端为第二偏振控制器（7-1）的光信号接收端，第二偏振控制器（7-1）的光信号输出端连接第一强度调制器（7-2）的光信号输入端，第一强度调制器（7-2）的电信号输入端连接微波发生器（7-3）的电信号输出端，第一强度调制器（7-2）的光信号输出端连接光纤光栅滤波器（7-4）的输入端，光纤光栅滤波器（7-4）的输出端连接光纤放大器（7-5）的输入端，光纤放大器（7-5）的输出端连接第二强度调制器（7-6）的光信号输入端，第二强度调制器（7-6）的电信号输入端连接任意波形信号发生器（7-7）的电信号输出端，第二强度调制器（7-6）输出的平顶宽谱探测光为探测光源（7）输出的平顶宽谱探测光。
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|---|---|---|---|---|
| CN103955028A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种宽带可调谐单通带微波光子滤波器产生系统 |
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2013
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