[發(fā)明專利]一種任意波長(zhǎng)激光相頻噪聲測(cè)試裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910260023.9
• 申請(qǐng)日: 2019-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN109946048A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏韋;周浩敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京聚科光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02;G01J9/02
• 代理公司: 南京先科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32285
• 代理人: 孫甫臣

本發(fā)明公開一種任意波長(zhǎng)激光相頻噪聲測(cè)試裝置，包括待測(cè)光源、第一耦合器、第二耦合器、探測(cè)單元以及工控機(jī)；所述待測(cè)光源接入第一耦合器的輸入端，所述待測(cè)光源通過(guò)第一耦合器輸出兩路不同延時(shí)長(zhǎng)度的光束，第一耦合器的輸出端與第二耦合器的輸入端連接，所述第一耦合器和第二耦合器之間設(shè)置有分別調(diào)節(jié)兩路光束的偏振控制器和可控光纖環(huán)，不同延時(shí)時(shí)間的兩路光束通過(guò)第二耦合器分束得到三路光信號(hào)，第二耦合器的輸出端接入探測(cè)單元的輸入端，所述探測(cè)單元的輸出端接入工控機(jī)。本發(fā)明可測(cè)試的激光器的相頻噪聲特性的頻率范圍更大，可以更全面的表征激光器的相頻噪聲特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光器的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種任意波長(zhǎng)激光相頻噪聲測(cè)試方法。

背景技術(shù)

高光譜純度的單頻窄線寬激光器在相干光通信，相干光傳感，光譜分析等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。激光器的相位頻率噪聲是衡量激光器性能的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)，極大地影響著系統(tǒng)的性能。因此準(zhǔn)確地測(cè)試及表征激光器的相頻噪聲特性是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

2013年，上海光機(jī)所的楊飛等人提出一種基于120度相差干涉儀的單頻激光器相頻噪聲測(cè)試的技術(shù)（現(xiàn)有技術(shù)一）。這種方法主要基于干涉儀測(cè)量原理并巧妙借鑒相干探測(cè)的思想，即增加一個(gè)附加變量然后通過(guò)數(shù)字處理算法進(jìn)行自適應(yīng)的相位解調(diào)，可以準(zhǔn)確表征以及測(cè)量得到相位相關(guān)的參數(shù)。但是，受限于邁克爾遜結(jié)構(gòu)中法拉第旋鏡的帶寬，對(duì)于某些波段的激光無(wú)法測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種任意波長(zhǎng)激光相頻噪聲測(cè)試方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述一種任意波長(zhǎng)激光相頻噪聲測(cè)試裝置，包括待測(cè)光源、第一耦合器、第二耦合器、探測(cè)單元以及工控機(jī)；所述待測(cè)光源接入第一耦合器的輸入端，所述待測(cè)光源通過(guò)第一耦合器輸出兩路不同延時(shí)長(zhǎng)度的光束，第一耦合器的輸出端與第二耦合器的輸入端連接，所述第一耦合器和第二耦合器之間設(shè)置有分別調(diào)節(jié)兩路光束的偏振控制器和可控光纖環(huán)，不同延時(shí)時(shí)間的兩路光束通過(guò)第二耦合器分束得到三路光信號(hào)，第二耦合器的輸出端接入探測(cè)單元的輸入端，所述探測(cè)單元的輸出端接入工控機(jī)。

一種利用上述所述裝置進(jìn)行任意波長(zhǎng)激光相頻噪聲測(cè)試方法，包括如下步驟：

1）測(cè)量待測(cè)光源的功率，使進(jìn)入裝置的光源功率維持在0-13dBm范圍之內(nèi)；

2）將待測(cè)光源接入第一耦合器的輸入端，所述第一耦合器的輸出端輸出兩路不同延時(shí)長(zhǎng)度的光束，第一路光束通過(guò)偏振控制器控制偏振狀態(tài)，保證兩路不同延時(shí)長(zhǎng)度的光束發(fā)生干涉時(shí)，干涉條紋的對(duì)比度保持最大狀態(tài)；第二路光束通過(guò)可控光纖環(huán)控制延時(shí)時(shí)間，裝置根據(jù)需要測(cè)試的頻率范圍選擇合適的可控光纖環(huán)；根據(jù)第二耦合器干涉條紋對(duì)比度的大小調(diào)節(jié)偏振控制器的偏振狀態(tài)，使干涉條紋對(duì)比度達(dá)到最大水平；兩路不同延時(shí)長(zhǎng)度的光束在第二耦合器上發(fā)生干涉，增加用于相位解調(diào)的第三個(gè)自由度，分束得到三路光信號(hào)；

3) 將第二耦合器所得到的三路光信號(hào)接入探測(cè)單元，所述探測(cè)單元將三路光信號(hào)轉(zhuǎn)換為三路電信號(hào)；將探測(cè)單元輸出的三路電信號(hào)接入工控機(jī)；

4) 工控機(jī)分析得到的三路電信號(hào)，根據(jù)延遲光纖的長(zhǎng)度選擇不同的算法解調(diào)所得到的三路電信號(hào)，從而得到寬帶大頻率范圍的激光器的相頻噪聲特性參量。

優(yōu)選地，所述第一耦合器為1×2耦合器，第一耦合器將待測(cè)光源分為兩路不同延時(shí)長(zhǎng)度的光束；第二耦合器為3×3耦合器，3×3耦合器用于不同延時(shí)時(shí)間的兩束光發(fā)生干涉，增加了第三個(gè)自由度用于相位解調(diào)，不需要額外的主動(dòng)控制手段保持正交性。

優(yōu)選地，所述步驟2）中，可控光纖環(huán)根據(jù)需要測(cè)試的頻率范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)于較小的頻率范圍選擇較小的延時(shí)長(zhǎng)度，保證第一耦合器兩臂的延時(shí)時(shí)間內(nèi)相位的變化可以忽略；而對(duì)于較大的頻率范圍則選擇較大的延時(shí)長(zhǎng)度，保證第一耦合器兩臂的延時(shí)時(shí)間超過(guò)待測(cè)光源的相干時(shí)間，其兩臂的輸出光信號(hào)不具有相干性。

優(yōu)選地，所述偏振控制器為主動(dòng)偏振控制器或手動(dòng)偏振控制器。