PL179540B1 - Sposób i zestaw do pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera - Google Patents

Abstract

1. Sposób pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera, polegający na obliczeniu szerokości spektralnej badanego źródła promieniowania, znamienny tym, że dokonuje się pomiaru charakterystyki własnej optycznego analizatora widma przy braku modulacji lasera, po czym mierzy się optycznym analizatorem widma charakterystykę wypadkową, podczas gdy laserjestmodulowany prądem o znanej wartości, a następnie dobiera się wartość pasożytniczej modulacji częstotliwości, wykorzystując funkcję, będącą splotem funkcji opisującej gęstość widmową promieniowania lasera badanego z funkcją opisującą widmową charakterystykę przenoszenia optycznego analizatora widma. 2. Zestaw do pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera, zawierający optyczny analizator widma i generator sygnałowy, znamienny tym, że badany laser (1) połączonyjest z generatorem sygnału modulującego (2) oraz poprzez izolator optyczny (3) i tłumik optyczny (4) z optycznym analizatorem widma (5).

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób i zestaw do pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera, a zwłaszcza lasera DFB bezpośrednio modulowanego amplitudowo za pomocą optycznego analizatora widma, mający zastosowanie w badaniach laboratoryjnych, w homologacji i atestacji przyrządów optoelektronicznych.

Znany jest sposób precyzyjnego pomiaru pasożytniczej modulacji częstotliwości optycznej laserów modulowanych amplitudowo z użyciem interferometru Fabry-Perot. Przyrząd ten jest zbudowany z dwóch równolegle ustawionych płaskich luster o dużym, dla danej długości fali, współczynniku odbicia i wykorzystuje zjawisko interferencji fal przechodzącej i odbitej, zachodzące w przestrzeni między lustrami. Rejestrując zmianę mocy wyjściowej w funkcji odległości luster można obliczyć szerokość spektralną badanego źródła promieniowania, a w szczególności zakres pasożytniczej modulacji częstotliwości optycznej badanego lasera. Za pomocątego typu interferometrów można zmierzyć szerokość spektralną w zakresie od 10 GHz do 2000 GHz, przy rozdzielczości od 300 MHz do 30 GHz.

Znane są optyczne analizatory widma używane do pomiaru szerokości spektralnej źródeł promieniowania. Znane są generatory sygnałowe o zmiennej amplitudzie napięcia i częstotliwości.

Istota sposobu pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera według wynalazku polega na tym, że dokonuje się pomiaru charakterystyki własnej analizatora widma optycznego przy braku modulacji lasera, po czym mierzy się analizatorem charakterystykę wypadkową, podczas gdy laser jest modulowany prądem o znanej wartości, a następnie dobiera się wartość pasożytniczej modulacji częstotliwości, wykorzystując funkcję, będącą splotem funkcji opisującej gęstość widmową promieniowania lasera badanego z funkcją opisującą widmową charakterystykę przenoszenia analizatora widma optycznego.

Zestaw do pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera, według wynalazku charakteryzuj e się tym, że badany laser połączony jest z generatorem sygnału moduluj ącego oraz poprzez izolator optyczny i tłumik optyczny połączony jest z optycznym analizatorem widma.

Zaletą sposobu i zestawu według wynalazku jest zastosowanie do pomiaru optycznego analizatora widma, który staje się podstawowym przyrządem w laboratoriach światłowodowych placówek naukowo-badawczych i uzyskiwanie w sposób bardzo szybki wyników pomiarów, dotyczących pasożytniczej częstotliwości optycznej badanego źródła promieniowania.

179 540

Zestaw według wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widma gęstości mocy występujące przy pomiarze, a fig. 2 stanowi schemat blokowy zestawu.

W przykładzie sposobu pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera według wynalazku do obliczania wartości skutecznej pasożytniczej modulacji częstotliwości badanego lasera modulowanego amplitudowo sygnałem, korzystnie sinusoidalnym o częstotliwości znacznie wyższej niż odwrotność czasu przemiatania optycznego analizatora widma, wykorzystywana jest funkcja S_T0T, będąca splotem funkcji, opisującej gęstość widmową promieniowania badanego lasera S_DFB z funkcją opisującą widmową charakterystykę przenoszenia optycznego analizatora widma S_OSA. Najpierw mierzy się charakterystykę własnąoptycznego analizatora widma Sosa przyjmując założenie, że szerokość spektralna lasera niemodulowanego jest pomijalnie mała (rzędu 100 MHz, co odpowiada zmianie długości fali rzędu 0.0001 nm) - sprowadza się to do wykonania pomiaru, przy braku modulacj i lasera. Następnie mierzy się optycznym analizatorem widma charakterystykę wypadkową S_TOt, podczas gdy laser jest modulowany prądem o znanej wartości. Następnie dobiera się wartość pasożytniczej modulacji częstotliwości w równaniu funkcji S_Dfb, będącej splotem funkcji opisującej gęstość widmową promieniowania lasera badanego z funkcją opisującą widmową charakterystykę przenoszenia optycznego analizatora widma tak, aby uzyskać naj lepszązgodność splotu tych funkcj i ze zmierzonym przebiegiem, stosując na przykład metodę najmniejszych kwadratów. Funkcja Sosa opisywana jest unormowaną krzywą Gaussa, parametr σ (odchylenie średniokwadratowe) funkcji dobierany jest tak, by uzyskać najlepszą zgodność z danymi pomiarowymi.

W zestawie do pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera według wynalazku badany laser 1 połączony jest z generatorem sygnału modulującego 2 oraz poprzez izolator optyczny 3 i tłumik optyczny 4 połączony jest z optycznym analizatorem widma 5. W pierwszym etapie pomiaru mierzona jest charakterystyka własna optycznego analizatora widma 5 przy braku modulacji lasera 1, a następnie mierzona jest optycznym analizatorem widma 5 charakterystyka wypadkowa, przy czym częstotliwość sygnału modulującego z generatora sygnału modulującego 2 j est znacznie większa niż odwrotność czasu przemiatania optycznego analizatora widma 5 (warunek stacjonamości mierzonego przebiegu) i jednocześnie znacznie mniejsza niż częstotliwość nośna sygnału optycznego (warunek modulacji powolnej FM).

179 540 gpłoió mocy [dB]

s_DFBW

Fig. 1

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera, polegający na obliczeniu szerokości spektralnej badanego źródła promieniowania, znamienny tym, że dokonuje się pomiaru charakterystyki własnej optycznego analizatora widma przy braku modulacji lasera, po czym mierzy się optycznym analizatorem widma charakterystykę wypadkową, podczas gdy laser jest modulowany prądem o znanej wartości, a następnie dobiera się wartość pasożytniczej modulacji częstotliwości, wykorzystując funkcję, będącą splotem funkcji opisującej gęstość widmową promieniowania lasera badanego z funkcją opisującą widmową charakterystykę przenoszenia optycznego analizatora widma.

2. Zestaw do pomiaru pasożytniczej częstotliwości optycznej lasera, zawierający optyczny analizator widma i generator sygnałowy, znamienny tym, że badany laser (1) połączony jest z generatorem sygnału moduluj ącego (2) oraz poprzez izolator optyczny (3) i tłumik optyczny (4) z optycznym analizatorem widma (5).

* * *