[發(fā)明專利]用于布里淵分布式光纖傳感器的高穩(wěn)定可調(diào)諧光源系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004119.7
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102544998A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭交波;陳迪俊;卞正蘭;蔡海文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種用于布里淵分布式光纖傳感器的高穩(wěn)定可調(diào)諧光源系統(tǒng)，特征在于其構(gòu)成包括探測激光器(101)、本地激光器(102)、第三光纖耦合器(103)、第四光纖耦合器(104)、第五光纖耦合器(105)、第二光電探測器(106)、放大器(107)、參考晶振(108)第一可編程計(jì)數(shù)器(109)、第二可編程計(jì)數(shù)器(110)、相頻檢測器(111)、電荷泵(112)、低通濾波器(113)和PID控制器(114)，上述元部件的位置關(guān)系如下：

由探測激光器(101)發(fā)出的探測光束經(jīng)過第三光纖耦合器(103)分束，其中一束探測由本系統(tǒng)的第一輸出端口(1a)輸出，由本地激光器(102)發(fā)出的本地光束經(jīng)過第四光纖耦合器(104)分束，其中一束本地光由本系統(tǒng)的第二輸出端口(1b)輸出，由第三光纖耦合器(103)分束后的另一束探測光和由第四光纖耦合器(104)分束后的另一束本地光一起進(jìn)入第五光纖耦合器(105)進(jìn)行拍頻，并由第二光電探測器(106)探測，第二光電探測器(106)的輸出端經(jīng)放大器(107)和第一可編程計(jì)數(shù)器(109)與相頻檢測器(111)第一輸入端(111a)相連，參考晶振(108)經(jīng)第二可編程計(jì)數(shù)器(110)與所述的相頻檢測器(111)的第二輸入端(111b)相連，該相頻檢測器(111)的兩個(gè)輸出端經(jīng)電荷泵(112)、低通濾波器(113)和PID控制器(114)與所述的本地激光器(102)的輸入端相連；

所述的第二光電探測器(106)將接收到的頻率為f_b的拍頻信號轉(zhuǎn)換成電信號S_beat，經(jīng)過放大器(107)放大后進(jìn)入第一可編程計(jì)數(shù)器(109)分頻后產(chǎn)生頻率為f_b/N的拍頻分頻信號U_b，由參考晶振(108)產(chǎn)生的頻率為f_r的參考信號S_r經(jīng)過第二可編程計(jì)數(shù)器(110)分頻后產(chǎn)生頻率為f_r/R的參考分頻信號U_r，所述的拍頻分頻信號U_b和參考分頻信號U_r通過相頻檢測器(111)和電荷泵(112)后產(chǎn)生誤差信號，該誤差信號經(jīng)過低通濾波器(113)、PID控制器(114)產(chǎn)生反饋控制信號輸入本地激光器(102)，用以控制本地激光器(102)的光頻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定可調(diào)諧光源系統(tǒng)，其特征在于所述的探測激光器(101)為窄線寬光纖激光器，所述的本地激光器(102)為寬線寬半導(dǎo)體DFB激光器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定可調(diào)諧光源系統(tǒng)，其特征在于所述的第一可編程計(jì)數(shù)器(109)的分頻數(shù)為R和第二可編程計(jì)數(shù)器(110)分頻數(shù)為N，應(yīng)滿足下列關(guān)系式：

frR=fbN]]>

其中：f_r為所述的參考信號，f_b為所述的拍頻信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定可調(diào)諧光源系統(tǒng)，其特征在于所述的相頻檢測器(111)由第一D觸發(fā)器(1111)、第二D觸發(fā)器(1112)、與門(1113)和延遲器(1114)組成，所述的相頻檢測器(111)的第一輸入端口(111a)與第一可編程計(jì)數(shù)器(109)相連，用于接收所述的拍頻分頻信號U_b；第二輸入端口(111b)與第二可編程計(jì)數(shù)器(1010)相連，用于接收所述的參考分頻信號U_r；所述的參考分頻信號U_r和所述的拍頻分頻信號U_b分別加在第一D觸發(fā)器(1111)和第二D觸發(fā)器(1112)的時(shí)鐘端，第一D觸發(fā)器(1111)的輸出端(111c)和第二D觸發(fā)器(1112)的輸出端(111d)和電荷泵(112)相連，所述的第一D觸發(fā)器(1111)的輸出端(111c)和第二D觸發(fā)器(1112)的輸出端(111d)接所述的與門(1113)的輸入端，該與門(1113)的輸出端經(jīng)所述的延遲器(1114)分別與所述的第一D觸發(fā)器(1111)的第二輸入端和第二D觸發(fā)器(1112)的第二輸入端相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定可調(diào)諧光源系統(tǒng)，其特征在于所述的電荷泵(112)在第一D觸發(fā)器(1111)打開時(shí)，會(huì)向低通濾波器(113)提供泵電流I_P，第二D觸發(fā)器(1112)打開時(shí)，會(huì)從低通濾波器吸收泵電流I_P，從而產(chǎn)生正比于兩者頻率差的誤差信號。