CN204088873U - 波长连续电可调谐激光光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种快速的波长连续可调谐激光光源，其控制简单、精度高、可输出窄线宽光谱。该波长连续电可调谐激光光源，包括微机电控制模块、与微机电控制模块连接的光纤环路放大模块，光纤环路放大模块包括一半导体光放大器，该波长连续可调谐激光光源还包括连接于微机电控制模块与光纤环路放大模块之间的反射式光纤光栅、以及与光纤放大模块连接的驱动控制模块，该驱动控制模块适于控制所述半导体光放大器的温度及电流，使得本实用新型的波长连续可调谐激光光源免受半导体光放大器的热稳定性影响，进而提升该波长连续可调谐激光光源的调谐速率。

Description

波长连续电可调谐激光光源

技术领域

本实用新型涉及激光光源技术领域，具体涉及一种波长连续电可调谐激光光源。

背景技术

可调谐激光器可在一定范围内连续改变激光的波长，并广泛应用于光通信、光传感、光谱学、光化学、集成光学和半导体加工等领域。

可调谐激光器可通过机械控制手段，即基于微机电系统（MEMS）技术完成可控制光栅的波长选择，且通过微机电系统的控制手段具有较大的输出带宽和较高的输出频率。目前，随着可调谐激光器的广泛应用，对其调谐速率的要求越来越高，但是，普通的可调谐激光器易受限于热稳定或者其它因素使得调谐速度较慢（10ms-1000ms之间），不具备扫描能力，且现有的高速电可调谐激光光源的控制系统十分复杂。

因此，有必要提供一种可以解决上述问题的波长连续可调谐激光光源。

实用新型内容

为了克服现有技术中电可调谐激光光源存在的调谐速率低、控制系统复杂的不足，本实用新型提供一种快速的波长连续可调谐激光光源，其控制简单、精度高、可输出窄线宽光谱。

为实现上述目的，本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种波长连续电可调谐激光光源，包括微机电控制模块、与所述微机电控制模块连接的光纤环路放大模块，所述光纤环路放大模块包括一半导体光放大器，还包括连接于所述微机电控制模块与光纤环路放大模块之间的反射式光纤光栅、以及与所述光纤放大模块连接的驱动控制模块，所述驱动控制模块适于控制所述半导体光放大器的温度及电流。

进一步地，所述光纤环路放大模块还包括与所述半导体光放大器连接的耦合器以及光环形器，所述光环行器分别具有第一端口、第二端口和第三端口。

进一步地，所述半导体光放大器输出的光谱通过所述耦合器输入至所述光环形器的第一端口，所述第二端口与所述反射式光纤光栅连接，所述第三端口适于输出特定波长的窄线宽光谱并与所述半导体光放大器的一端连接。

进一步地，所述耦合器的分光比为10:90，所述10%的光谱输入至所述光环形器的第一端口。

进一步地，所述驱动控制模块包括恒温电路、恒流电路。

进一步地，所述驱动控制模块还包括一保护电路。

本实用新型通过微机电控制模块完成对反射式光纤光栅的波长选择，配合光纤环路放大模块，可实现稳定可靠的超宽带窄带宽光谱输出，且具有较高的输出功率；驱动控制模块控制半导体光放大器的温度及电流，使得本实用新型的波长连续可调谐激光光源免受半导体光放大器的热稳定性影响，进而提升该波长连续可调谐激光光源的调谐速率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的波长连续可调谐激光光源的模块原理框图。

具体实施方式

以下将结合附图及具体的实施例详细说明本实用新型的技术方案，以便更直观的理解本实用新型的实质。

请参阅图1所示，本实施例公开了一种波长连续可调谐激光光源，该波长连续可调谐激光光源包括微机电控制模块110、与该微机电控制模块110连接的反射式光纤光栅120、与该反射式光纤光栅120连接的光纤环路放大模块130、以及与该光纤环路放大模块130连接并适于对光纤环路放大模块130控制的驱动控制模块140。该波长连续可调谐激光光源利用微机电控制模块110实现对反射式光纤光栅120的波长选择，并配合光纤环路放大模块130，可产生稳定可靠的激光输出，并获得较高的输出频率。

在本实施例中，微机电控制模块110采用ADI器件公司ADUC831主控制处理器，该微机电控制模块110提供精密模数和数模转换功能以及Flash微控制器，并通过12位数模转换器得到的模拟控制电压通过功率放大后驱动微机电控制模块110偏转，结合位移传感器探测到的模拟变化送入到模数转换器中进行采样，从而形成一个闭环控制。该反射式光纤光栅120与微机电控制模块110连接，可通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制，主要作为无源滤波器件，且该反射式光栅光纤120体积小、熔接损耗小并可全兼容于光纤中。

进一步的，光纤环路放大模块130包括半导体光放大器131、与半导体光放大器131依次连接的耦合器132以及光环行器133，该半导体光放大器131在高增益状态下无谐振腔，且该半导体光放大器131受到光或电的泵浦时，粒子数反转获得光增益；从半导体光放大器131传输的光谱经过耦合器132被分成两路，，一路光谱通过光环行器133注入至半导体光放大器131，实现半导体光放大器131的自注入锁定，以保证其输出功率的稳定性，另一路光谱则作为光源的输出，该耦合器132能够无损的将光谱分为两束，在其他实施例中，该耦合器132也能够用分光器或者分光束器代替；光环行器133分别具有第一端口、第二端口和第三端口，光谱的传输沿各端口的顺序。在本实施例中，耦合器132的分光比为10:90，其中，10%的光谱输入至光环行器133的第一端口，该光环行器133的第二端口与反射式光纤光栅120连接，第三端口则与半导体光放大器131的一段连接形成闭环，并适于输出特定波长的窄线宽光谱。

在没有信号光输入的情况下，半导体光放大器132将输出宽光谱的自发辐射噪声谱，该噪声谱线具有偏振相关损耗小的特点，且可稳定输出；当有信号光输入时，光谱通过耦合器132分为两束，其中一束信号光通过光环行器133进入至半导体光放大器132的输入端，该信号光自发辐射能量从而放大输出。依次，光谱经过循环放大，再通过反射式光纤光栅120以输出连续不同波长的激光，实现连续波长电可调谐功能。

驱动控制模块140适于对半导体光放大器131的温度及电流进行恒定控制，包括依次连接的恒温电路141、恒流电路142以及保护电路143。其中，恒温电路141通过负温度系数的热敏电阻来实时检测半导体光放大器131的温度，并通过比较器与预设值进行比较，通过微控制器控制进而实现对半导体光放大器131的温度控制；恒流电路142采用精密放大器和高精度电流采样电阻以及功率驱动管组合成一个恒流闭环电路，输出功率通过主控处理器上的模拟电压和采样到的模拟电流进行精密恒定电流控制，该输出电流不因输出电压和环境温度变化而改变。

本实用新型通过增设驱动控制模块140对半导体光放大器131的温度及电流进行恒定控制，使得波长连续可调谐激光光源免受半导体光放大器131的热稳定性影响，以提升本实用新型的激光光源的调谐速率；且微机电控制模块110实现对反射式光纤光栅120的波长选择，配合光纤环路放大模块140，可输出稳定可靠的超宽带窄带宽光谱输出及较高的功率。

以上仅为本说明书为便于理解实用新型内容所列举的部分实施方式，并非对本实用新型的技术方案进行的任何限定，也非所有可实施方案的穷举，故凡是对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围当中。

Claims (6)

1.一种波长连续电可调谐激光光源，包括微机电控制模块、与所述微机电控制模块连接的光纤环路放大模块，所述光纤环路放大模块包括一半导体光放大器，其特征在于：还包括连接于所述微机电控制模块与光纤环路放大模块之间的反射式光纤光栅、以及与所述光纤放大模块连接的驱动控制模块，所述驱动控制模块适于控制所述半导体光放大器的温度及电流。

2.根据权利要求1所述的波长连续电可调谐激光光源，其特征在于：所述光纤环路放大模块还包括与所述半导体光放大器连接的耦合器以及光环形器，所述光环行器分别具有第一端口、第二端口和第三端口。

3.根据权利要求2所述的波长连续电可调谐激光光源，其特征在于：所述半导体光放大器输出的光谱通过所述耦合器输入至所述光环形器的第一端口，所述第二端口与所述反射式光纤光栅连接，所述第三端口适于输出特定波长的窄线宽光谱并与所述半导体光放大器的一端连接。

4.根据权利要求3所述的波长连续电可调谐激光光源，其特征在于：所述耦合器的分光比为10:90，所述10%的光谱输入至所述光环形器的第一端口。

5.根据权利要求1所述的波长连续电可调谐激光光源，其特征在于：所述驱动控制模块包括恒温电路、恒流电路。

6.根据权利要求5所述的波长连续电可调谐激光光源，其特征在于：所述驱动控制模块还包括一保护电路。