CN2922217Y - 可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器 - Google Patents

Abstract

一种可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器，由分布反馈光纤激光器、耦合光纤、电光波导强度调制器、电脉冲产生电路、射频连接器和输出光纤组成，其连接关系是：分布反馈光纤激光器的输出端和电光波导调制器的输入端用耦合光纤连接，电脉冲产生电路的输出端通过射频连接器与所述的电光波导调制器相连，该电光波导调制器的输出端接所述的输出光纤。本实用新型可随时设置脉冲参数，而且脉宽窄，调谐范围宽，性能可靠。

Description

可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器，特别是一种可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器，可作为分布式光纤传感系统，激光测距系统，高功率激光系统的脉冲光源。

背景技术

在分布式光纤传感系统中，窄脉冲激光器是其核心部件之一。该发生器需要实现纳秒级脉宽，脉冲强度、脉冲重复频率均可调，并且要求激光光源为单纵模、窄带宽、稳定性高、不易受外界干扰。传统的脉冲光发生系统采用半导体激光器和声光调制器，使光纤激光经声光晶体调制为脉冲光。该方案的不足在于半导体激光器输出的激光带宽较宽，且与光纤系统存在耦合效率问题，使用不便。此外声光斩波器体积大，半波电压高，而且频带窄，消光比低，只能调制出100ns左右的脉冲，远不能满足光纤传感系统实际需要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于光纤传感系统的可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器，可随时设置脉冲参数，而且脉宽窄，调谐范围宽，性能可靠。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器，其特征在于它由分布反馈(以下简称DFB)光纤激光器、耦合光纤、电光波导强度调制器、电脉冲产生电路、射频连接器和输出光纤组成，其连接关系是：DFB光纤激光器的输出端和电光波导调制器的输入端用耦合光纤连接，电脉冲产生电路的输出端通过射频连接器与所述的电光波导调制器相连，该电光波导调制器的输出端接所述的输出光纤。

所述的电脉冲产生电路由可编程逻辑器件、脉冲放大器、键盘和液晶显示屏构成，所述的可编程逻辑器件产生所需的脉宽、重复频率的电脉冲；液晶显示屏实时显示当前脉冲参数，产生的电脉冲经过脉冲放大器放大后，加在所述的电光波导调制器上，对由DFB光纤激光器输出的连续激光进行调谐。

本实用新型优点在于：

1、全光纤结构，避免空间光耦合，故输出稳定，效率高，与整个光纤传感系统兼容较好

2、以光纤DFB作为传感系统激光光源，易实现系统对光源窄带宽，单纵模要求

3、脉冲参数可以方便调节，其中脉宽、重复频率可通过键盘输入，脉冲功率可通过手动旋钮调节

4、脉冲频带宽。由于脉冲调制器件采用最高工作频率可达10GHZ的电光波导调制器，所以最窄脉宽仅局限于电脉冲发生器的工作频率。电脉冲发生器采用可编程逻辑器件作为核心器件，可产生窄至10ns的脉冲，边沿3ns左右。

附图说明

图1为本实用新型可调谐全光纤结构窄脉冲光发生器整体结构框图

图2为本实用新型电脉冲产生电路的结构框图

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作详细说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。

先请参阅图1，图1为本实用新型可调谐全光纤结构窄脉冲光发生器整体结构框图，由图可见，本实用新型可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器是由DFB光纤激光器1、耦合光纤2、电光波导强度调制器3、电脉冲产生电路4、射频连接器5和输出光纤6组成，其连接关系是：DFB光纤激光器1的输出端和电光波导调制器3的输入端用耦合光纤2连接，电脉冲产生电路4的输出端通过射频连接器5与所述的电光波导调制器3相连，该电光波导调制器3的输出端接所述的输出光纤6。

所述的电脉冲产生电路4由可编程逻辑器件4-1、、脉冲放大器4-2、键盘4-3和液晶显示屏4-4构成，所述的可编程逻辑器件4-1产生所需的脉宽、重复频率的电脉冲；液晶显示屏4-4实时显示当前脉冲参数，产生的电脉冲经过脉冲放大器4-2放大后，加在所述的电光波导调制器3上。

DFB光纤激光器(1)负责产生连续激光，电脉冲产生电路(4)产生所需的电脉冲，通过射频连接器(5)加在电光波导调制器(3)上，电光波导调制器(3)即通过输出光纤(6)输出相应的光脉冲。脉冲的脉宽，峰值功率，重复频率通过电脉冲产生电路(4)的键盘输入，电脉冲产生电路(4)外接液晶显示屏，通过程序计算，随时显示当前输出光脉冲参数。

DFB光纤激光器1负责产生连续输出的激光，输出的激光经耦合光纤2耦合进电光波导调制器3进行斩波，输出光脉冲的形状取决于电脉冲发生器4所产生电脉冲的形状，输出光脉冲的峰值功率及对比度取决于输入电脉冲的电压，但脉冲峰值功率不高于所输入的连续的激光功率。调节电脉冲的脉宽、重复频率和输出电压，即可控制输出光脉冲的参数。电脉冲产生电路结构框图如图2所示，电脉冲产生电路4包括可编程逻辑器件4-1、脉冲放大器4-2、键盘4-3和液晶显示屏4-4。可编程逻辑器件4-1是一片大规模集成电路芯片，该芯片内部装载不同程序，可实现不同的电路功能，其作用相当于一片CPU。用户可通过键盘4-3设置脉宽、重复频率，可编程逻辑器件4-1负责采集分析键盘4-3输入的信息，根据这些信息产生所需的脉宽、重复频率的电脉冲；液晶显示屏4-4实时显示当前脉冲参数。产生的电脉冲经过脉冲放大器4-2放大后，加在电光波导调制器3上。脉冲放大器4-2是一个增益可调放大器，调节脉冲放大器4-2的放大倍数，即可调整电脉冲峰值电压，从而改变电光波导调制器的输出光脉冲峰值功率。

本实用新型采用DFB光纤激光器与电光波导强度调制器实现脉冲发生，DFB激光器的单纵模，窄带宽能够满足光纤传感系统的要求，且该器件输入输出均为光纤耦合，可将光纤激光器的输出光纤直接和调制器输入光纤熔接，这样避免了空间光的耦合，保证系统的紧凑，损耗低、使用方便；器件半波电压低(只有5.4V)，避免了使用高压电源，增强了系统稳定性；频带可达10GHZ，可斩出的最窄光脉冲受驱动电源限制。驱动电源采用高速可编程逻辑器件作为种子电信号发生源，然后经过高速放大电路放大，放大后的电脉冲信号加在电光波导调制器上，可得到脉宽10ns-500ns可调的光脉冲。

Claims (2)

1、一种可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器，其特征在于它由分布反馈光纤激光器(1)、耦合光纤(2)、电光波导强度调制器(3)、电脉冲产生电路(4)、射频连接器(5)和输出光纤(6)组成，其连接关系是：分布反馈光纤激光器(1)的输出端和电光波导调制器(3)的输入端用耦合光纤(2)连接，电脉冲产生电路(4)的输出端通过射频连接器(5)与所述的电光波导调制器(3)相连，该电光波导调制器(3)的输出端接所述的输出光纤(6)。

2、根据权利要求1所述的可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器，其特征在于所述的电脉冲产生电路(4)由可编程逻辑器件(4-1)、、脉冲放大器(4-2)、键盘(4-3)和液晶显示屏(4-4)构成，所述的可编程逻辑器件(4-1)产生所需的脉宽、重复频率的电脉冲；液晶显示屏(4-4)实时显示当前脉冲参数，产生的电脉冲经过脉冲放大器(4-2)放大后，加在所述的电光波导调制器(3)上。