CN216214788U - 一种1.5um FMCW激光光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种1.5um FMCW激光光源，包括种子光源、保偏隔离器，混合器件，有源光纤、反射器和输出光纤；所述种子光源、保偏隔离器，混合器件，有源光纤和反射器依次连接；所述输出光纤与混合器件连接；所述激光光源还包括一个泵浦光源或两个泵浦光源；所述泵浦光源为一个时连接混合器件；所述泵浦光源为两个时，分别连接反射器和混合器件。本实用新型可以同时满足高的电光效率，小的体积，低功耗，同时利用非保偏器件实现保偏输出效果，有效的控制成本。

Description

一种1.5um FMCW激光光源

技术领域

本实用新型涉及激光雷达领域，具体涉及一种1.5um FMCW激光光源及其控制方法。

背景技术

FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)，即调频连续波。FMCW雷达的原理为发送具有一定带宽、频率线性变化的连续信号，再对接收到的连续信号进行快速傅里叶变换，通过发送与接收信号的频率差来计算两个信号的时间差，由时间差得到对应的距离值。如果被探测物体在运动，则反射信号会有会有频率或波长变化，通过多普勒效应可得出被探测物体的速度。

调频连续波(FMCW)激光雷达与脉冲激光雷达相比，它具有以下优点：不存在距离盲区；抗干扰能量强；峰值功率低。缺点是当前技术直接用DFB半导体激光器作为光源，输出功率不够高（10~100mW），影响了测距量程，如果利用传统的光纤放大器把DFB输出信号光进行放大，会导致功耗大，体积大问题，另外考虑到对光源的保偏要求导致传统放大器成本居高不下。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种1.5um FMCW激光光源及其控制方法，可以同时满足高的电光效率，小的体积，低功耗，同时利用非保偏器件实现保偏输出效果，有效的控制成本。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种1.5um FMCW激光光源，包括种子光源、保偏隔离器，混合器件，有源光纤、反射器和输出光纤；所述种子光源、保偏隔离器，混合器件，有源光纤和反射器依次连接；所述输出光纤与混合器件连接；所述激光光源还包括一个泵浦光源或两个泵浦光源；所述泵浦光源为一个时连接混合器件；所述泵浦光源为两个时，分别连接反射器和混合器件。

进一步的，所述种子光源为DFB窄带光源，带TEC控制，线宽小于100KHZ，所述种子源输出光波长范围：1530nm~1565nm，功率范围：10~100mW，保偏光纤输出。

进一步的，所述混合器件包括偏振光分束器，泵浦光反射膜片和第一双光纤准直器。

进一步的，所述第一双光纤准直器包括两个输出光纤，输出光纤为双包层无源光纤其芯径为10um，内包层直接为105um，另一条输出光纤为多模泵浦光纤，芯径为105um；

进一步的，所述反射器由泵浦反射器，ASE滤波器，45度法拉第旋转器，信号光反射器和第二双光纤准直器组成。

进一步的，所述第二双光纤准直器包括两个光纤，其中一条采用无源双包层光纤，另一条采用用多模光纤；

进一步的，所述有源光纤采用双包层铒镱共掺光纤。

进一步的，所述泵浦光源为多模半导体泵浦，波长915nm~976nm，输出功率5-10W。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型采用双泵双程反射放大，利用光的非互易性和磁光效应，使得正向和反向光偏振方向正交，从而使用部分非保偏光纤和器件达到保偏光放大和输出的效果，双程放大减少对有源光纤长度的需求；提高了光-光转换效率，降低了体积、功耗和成本。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中装置结构图；

图2是本实用新型一实施例中反射器结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中混合器件结构示意图；

图4是本实用新型另一实施例中装置结构图；

图5是本实用新型另一实施例中反射器结构示意图；

图中，1-种子光源、2-保偏隔离器、3-混合器件、4-有源光纤、5-反射器、6-泵浦光源、7-输出光纤、5.1-泵浦反射器、5.2-ASE滤波器、5.3-45度法拉第旋转器、5.4-信号光反射器、5.5，5.6-双光纤准直器、3.1-偏振光分束器、3.2-泵浦光反射膜片、3.3，3.4-双光纤准直器、3.5,3.6-保偏光纤准直器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

请参照图1和4，本实用新型提供一种1.5um FMCW激光光源，其包括种子光源1、保偏隔离器2，混合器件3，双包层铒镱共掺光纤4，泵浦光源6、反射器5，输出光纤7；

参照图2，反射器5，由泵浦反射器5.1，ASE滤波器5.2，45度法拉第旋转器5.3，信号光反射器5.4，和双光纤准直器5.5，5.6组成；

参照图3，混合器件3，由偏振光分束器3.1和泵浦光反射膜片3.2，双光纤准直器3.3，3.4和保偏光纤准直器3.5和3.6组成；其中3.3输出光纤为双包层无源光纤其芯径为10um左右，内包层直接为105um，3.4输出光纤为多模泵浦光纤，芯径为105um；优选的，采用三端口光纤准直输入，输出；端口3.5，3.6用保偏单光纤，端口3.3/3/4双光纤输出，双光纤一根是无源双包层光纤，另一根是多模光纤；

优选的，在本实施例中，泵浦光源为多模半导体泵浦，波长915nm~976nm，输出功率5-10W；

实施例1：

在本实施例中，假定种子源1输出光为P偏振光，从左向右传输，通过混合器件3内部的偏振光分束器3.1后，再经过准直器3.3导入双包层有源光纤4的纤芯；泵浦光6通过双光纤准直器5.6和3.4经过泵浦光反射膜片5.1和3.2导入双包层有源光纤4的内包层；信号光P偏振光在有源光纤4中从左向右传输过程中被放大，同时伴随产生ASE光，放大的信号光和ASE到达最右端，经过准直器5.5进入反射器5.1，ASE光被滤波器5.2过滤掉，信号光继续传输通过45度法拉第旋转片5.3，偏振面顺时针旋转45度后被反射面5.4反射回去再次经过45度法拉第旋转片5.3后偏振面再次顺时针旋转45度与入射光P光的偏振面刚好正交，成为S光，正交的反射的S光从右向左传输再次经过准直器5.5后进入有源光纤4，再次被放大，传输到混合器件3里的3.1偏振混合器件，从另一个正交的偏振端口7输出，至此信号光在同一段有源光纤中被放大两次，而且保证了偏振输出。

实施例2：

如图4和5所示，本实施例提供另一种单泵放大，信号和泵浦同时反射进入同一根光纤的方案。和方案1类似，在此方案中，多模泵浦6光功率在有源光纤4中传输被吸收后剩余的能量在反射器5中被反射回有源光纤4中重复利用，其中反射器换成单光纤准直器5.7，使用双包层光纤，泵浦光被5.1反射回双包层光纤的内包层，信号光被5.4反射回双包层光纤的纤芯。这种方案可以进一步提高泵浦光利用率，减少功耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，包括种子光源、保偏隔离器，混合器件，有源光纤、反射器和输出光纤；所述种子光源、保偏隔离器，混合器件，有源光纤和反射器依次连接；所述输出光纤与混合器件连接；所述激光光源还包括一个泵浦光源或两个泵浦光源；所述泵浦光源为一个时连接混合器件；所述泵浦光源为两个时，分别连接反射器和混合器件。

2.根据权利要求1所述的一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，所述种子光源为DFB窄带光源，带TEC控制，线宽小于100KHZ，所述种子光源输出光波长范围：1530nm~1565nm，功率范围：10~100mW，保偏光纤输出。

3.根据权利要求1所述的一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，所述混合器件包括偏振光分束器，泵浦光反射膜片和第一双光纤准直器。

4.根据权利要求3所述的一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，所述第一双光纤准直器包括两个输出光纤，输出光纤为双包层无源光纤其芯径为10um，内包层直接为105um，另一条输出光纤为多模泵浦光纤，芯径为105um。

5.根据权利要求1所述的一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，所述反射器由泵浦反射器，ASE滤波器，45度法拉第旋转器，信号光反射器和第二双光纤准直器组成。

6.根据权利要求5所述的一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，所述第二双光纤准直器包括两个光纤，其中一条采用无源双包层光纤，另一条采用多模光纤。

7.根据权利要求1所述的一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，所述有源光纤采用双包层铒镱共掺光纤。

8.根据权利要求1所述的一种1.5um FMCW激光光源，其特征在于，所述泵浦光源为多模半导体泵浦，波长915nm~976nm，输出功率5-10W。

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