CN204615147U - 一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源，包括信号源模块、低通滤波模块、压控放大模块、定向耦合模块、压控衰减模块、解调对数放大模块、功率放大模块。信号源模块输出的射频信号，经由低通滤波模块滤掉信号中的高频噪声及杂散信号，得到纯净的信号，再将此信号接入压控放大模块，输出的信号通过定向耦合模块分为两路，一部分通过功率放大模块后输出作为声光调制器驱动，一部分经过压控衰减模块后接入解调对数放大模块，然后输出一个控制信号，反馈给压控放大模块从而实现对输出信号功率的控制。

Description

一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源

技术领域

本实用新型涉及激光调制技术领域，具体涉及一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源，适用于冷原子物理实验中所采用声光调制器的驱动源。

背景技术

声光调制技术是一种外调制技术，通常把可以用来控制激光束强度或频率变化的声光器件称为声光调制器。声光调制技术为控制激光束的频率、强度和方向等提供的一种有效的途径，它的调制频率比对光源直接调制的频率要高得多；与电光调制技术比较，它具有更高的消光比，更优良的温度稳定性，更低的驱动功率及更低的价格等；与机械调制方式相比，它体积更小，重量更轻，输出波形更好。在冷原子物理实验中会用到许多的激光调制技术，如：在原子的上抛过程中需要使上下对射的激光束产生一个频率差从而使得原子团获得加速，而上下两对激光束的频率及功率都需要精确控制，以满足原子速度精确控制的需求。而通过声光调制器可以实现光的移频，从而可以很好的解决冷原子物理实验研究中一部分激光调制的需求，因此在冷原子物理实验中声光调制器的作用十分重要。

声光调制器由声光晶体和压电换能器构成。当压电换能器驱动源的某种特定载波频率驱动换能器时，换能器即产生同一频率的超声波并对声光晶体的折射率进行空间调制、形成光栅，光束通过声光晶体形成的光栅时发生衍射。驱动源的信号质量直接影响着声光调制器的工作性能，目前常用的驱动源有模拟和数字两种，这两种驱动源都有一个问题，就是输出的射频信号功率会随输出频率的变化而波动。在冷原子物理实验中，经常需要对光进行移频、扫频等操作，这些操作都可以通过改变声光调制器驱动信号频率来实现，但声光调制器驱动信号频率变化造成的信号功率波动，会影响到通过声光调制器的光束，使得光的功率也产生起伏，光功率的不稳定会对实验结果造成很大的影响。如果能使驱动源输出的射频信号功率稳定，那么就可以排除驱动信号功率波动对光功率的影响，因此设计一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源很有必要。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有声光调制器驱动信号功率不稳定的问题，提供了一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源。该方案能有效地解决了声光调制器驱动源输出信号功率随频率变化而波动的问题，实现了频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源，本实用新型结构简单，可行性强。

本实用新型通过以下技术措施实现：

一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源，包括信号源模块，还包括低通滤波模块、功率放大模块、压控放大模块、定向耦合模块、压控衰减模块和解调对数放大模块，信号源模块的信号输出端依次通过低通滤波模块和功率放大模块与压控放大模块的输入端连接，压控放大模块的输出端与定向耦合模块的输入端连接，定向耦合模块的耦合输出端与压控衰减模块的输入端连接，压控衰减模块的输出端与解调对数放大模块的输入端连接，解调对数放大模块的输出端与压控放大模块的控制端连接。

本实用新型的有益效果在于：

自动增益控制是限幅输出的一种，可以使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。目前使用的稳定声光调制器驱动信号功率的方案，一般都只考虑的在输出单一频率时功率的稳定状况，没有考虑到在频率变动时功率的波动。利用自动增益控制电路可以有效的解决驱动源输出信号功率随频率变化而波动的问题，实现真正意义上的频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的电路模块连接示意图。

图中：1-压控放大模块；2-定向耦合模块；3-压控衰减模块；4-解调对数放大模块；5-信号源模块；6-低通滤波模块；7-功率放大模块。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种频率可调输出功率恒定的声光调制器（Acoustic Optical Modulator，简称AOM）驱动源，包括信号源模块5，还包括低通滤波模块6、功率放大模块7、压控放大模块1、定向耦合模块2、压控衰减模块3和解调对数放大模块4信号源模块5的信号输出端依次通过低通滤波模块6和功率放大模块7与压控放大模块1的输入端连接，压控放大模块1的输出端与定向耦合模块2的输入端连接，定向耦合模块2的耦合输出端与压控衰减模块3的输入端连接，压控衰减模块3的输出端与解调对数放大模块4的输入端连接，解调对数放大模块4的输出端与压控放大模块1的控制端连接。

作为一种优选方案：

信号源模块：可以选用型号为AD9852的DDS芯片，可输出0~150MHz的射频驱动信号，输出信号的频率、相位和幅度均可调。

压控放大模块：可以选用型号为ADL5330的芯片，该芯片额定工作频率范围为10 Hz至3 GHz，增益范围为-34dB至+22dB，在增益范围内能提供精密线性dB增益控制，增益控制精度20mV/dB，对应的控制电压范围为0.1V到1.4V。

定向耦合模块：可以选用型号为ADC-20-4的器件，其额定工作频率范围为5Hz至1000 MHz，低主线损失0.5dB，高方向性（典型值21dB）。

压控衰减模块：可以选用型号为MVA-2000的器件。

解调对数放大模块：可以选用型号为AD8318的芯片，频率响应范围为0.1至2.5 GHz。它能将差分输入处的调制RF信号精确地转换为直流输出处的等效dB标度值,动态范围最高达70 dB（±3 dB精度）或62 dB（±1 dB精度）。

信号源模块5产生一个0-150MHz的信号，此时的信号里包含许多噪声及杂散频率，因此需将这个信号再连入到低通滤波模块6，通过低通滤波模块6后可得到纯净的信号；由于通过低通滤波模块6之后的信号功率很小，不能满足实验要求，所以再将此信号通过功率放大模块7进行功率放大，然后接入压控放大模块1；压控放大模块1包括输入端、输出端和控制端，通过调节控制端的控制电压的大小即可实现对输出信号功率的控制；压控放大模块1输出的信号再接入定向耦合模块2的输入端，在定向耦合模块2中信号被分为了两路，一路为RFout直接输出用作驱动声光调制器（此路信号功率占输入信号功率的99%以上），另一路为RFcoupled则用来作反馈信号；由于解调对数放大模块4要求输入信号低于-40dBm，将RFcoupled直接接入解调对数放大模块4可能烧坏解调对数放大模块4，所以将RFcoupled先接入压控衰减模块，再接入解调对数放大模块4；解调对数放大模块4根据Vset以及RFcoupled的值控制其输出Gain的大小，并将这输出信号Gain输入到压控放大模块1中，从而最终实现对信号功率的控制。

以上技术方案可实现一种结构简单、稳定度高、的频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源，具有广阔的应用前景。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (1)

1.一种频率可调输出功率恒定的声光调制器驱动源，包括信号源模块（5），其特征在于，还包括低通滤波模块（6）、功率放大模块（7）、压控放大模块（1）、定向耦合模块（2）、压控衰减模块（3）和解调对数放大模块（4），信号源模块（5）的信号输出端依次通过低通滤波模块（6）和功率放大模块（7）与压控放大模块（1）的输入端连接，压控放大模块（1）的输出端与定向耦合模块（2）的输入端连接，定向耦合模块（2）的耦合输出端与压控衰减模块（3）的输入端连接，压控衰减模块（3）的输出端与解调对数放大模块（4）的输入端连接，解调对数放大模块（4）的输出端与压控放大模块（1）的控制端连接。