[發明專利]基于傅里葉鎖模激光器的光波長測量系統

在審

• 申請號: 201811295587.8
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109506788A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 李明;劉大鵬;林志星;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李坤

本公開提供一種基于傅里葉鎖模激光器的光波長測量系統，包括：激光產生單元，生成三角型頻時對應關系的傅里葉鎖模激光信號；第二光耦合器，與所述激光產生單元相連，用于將待測信號光與所述傅里葉鎖模激光信號耦合，形成合束光；以及信號探測和處理單元，與所述第二光耦合器相連，用于將經所述第二光耦合器形成的合束光進行探測與處理，通過所述基于傅里葉鎖模激光器的光波長測量系統以緩解現有技術中使用光譜儀來精準測量光的波長時，其測量精度有限，存在一定誤差，且光譜儀的價格昂貴，體積較大等技術問題。

技術領域

本公開涉及微波光子學技術領域，尤其涉及一種基于傅里葉鎖模激光器的光波長測量系統。

背景技術

傅里葉鎖模激光器(FDML)由于其光譜隨時間變化周期輸出的特性，具有很高的研究價值和實用價值。FDML是光學相干層析成像(OCT)的光源，在醫療系統上有著廣泛的應用。受限FDML則被廣泛應用在傳感技術當中，用于檢測外界應力和溫度等變化。FDML在光纖通信系統中也有著重要的應用。然而FDML在光波長測量方面的應用較少，具有進一步的研究價值。

光波長的精準測量大多是采用光譜儀進行測量，光譜儀測量光波長的分辨率主要是有其入射狹縫和出射狹縫決定，且采用這種方法其分辨率和測的光強度是相互矛盾的，這時候會受到光譜儀內置的光電探測器性能的制約，光譜儀測量光波長的分辨率能達到10pm。但光譜儀體積大、價格昂貴，不能被普遍應用在需要精準光波長測量的場景，且其本身的分辨率和精度有限。

綜上，使用光譜儀精準測量光的波長時，其測量精度有限，存在一定誤差，且光譜儀的價格昂貴，體積較大。FDML在光譜測量領域有著更多的研究價值。

公開內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本公開提供了一種基于傅里葉鎖模激光器的光波長測量系統，以緩解現有技術中使用光譜儀來精準測量光的波長時，其測量精度有限，存在一定誤差，且光譜儀的價格昂貴，體積較大等技術問題。

(二)技術方案

本公開提供一種基于傅里葉鎖模激光器的光波長測量系統，包括：激光產生單元，生成三角型頻時對應關系的傅里葉鎖模激光信號；第二光耦合器8，與所述激光產生單元相連，用于將待測信號光與所述傅里葉鎖模激光信號耦合，形成合束光；以及信號探測和處理單元，與所述第二光耦合器8相連，用于將經所述第二光耦合器8形成的合束光進行探測與處理。

在本公開實施例中，所述激光產生單元，包括：半導體光放大器1，電流注入下產生激光并使經過的光獲得增益；第一光隔離器2：與所述半導體光放大器1相連，用于保證光的單向傳播；可調光濾波器4：與所述第一光隔離器2相連，用于使傅里葉鎖模激光信號時頻關系呈現三角形；任意波形發生器3：連接于所述可調光濾波器4的一端，用于產生任意可調的電壓信號；零色散光纖延時線5：連接于所述可調光濾波器4的另一端，對鏈路中的光進行延時；第一光耦合器6：與所述零色散光纖延時線5相連，具有分束作用，混合的光信號一部分輸出到所述第二光耦合器8，一部分反饋回傅里葉鎖模激光信號鏈路當中以保證諧振；以及第二光隔離器7：與所述第一光耦合器6相連，保證光順時針傳播。

在本公開實施例中，所述信號探測和處理單元包括：光電探測器9，用于將所述經第二光耦合器8形成的合束光與待測信號光拍頻；實時示波器10，用于將所述光電探測器9拍頻的結果數據實時采集；以及電腦11，對所述實時示波器10所采集的數據進行數學處理。

在本公開實施例中，所述第一光隔離器2或第二光隔離器7的隔離度高于30dB。

在本公開實施例中，所述第一光隔離器2或第二光隔離器7包括：空間光隔離器或光纖光隔離器。

在本公開實施例中，所述可調光濾波器4精細度達1000以上，光譜范圍15THz，調諧頻率2kHz～2.5kHz。