[發(fā)明專利]基于取樣光纖光柵的全光纖分光系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110187326A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鞏鑫;李仕春;華燈鑫;毛建東;趙虎;饒志敏;周春艷
• 申請（專利權(quán)）人: 北方民族大學(xué)
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/95;G01K11/32
• 代理公司: 銀川瑞海陳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 64104
• 代理人: 李杰

一種基于取樣光纖光柵的全光纖分光系統(tǒng)，包括透鏡、第一光纖布拉格光柵、第二光纖布拉格光柵、第三光纖布拉格光柵、第四光纖布拉格光柵、第一超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵、第二超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵、第一耦合器、第二耦合器和第三耦合器，由第一超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵、第二超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵、第一光纖布拉格光柵、第二光纖布拉格光柵、第三光纖布拉格光柵和第四光纖布拉格光柵多級級聯(lián)。本發(fā)明在獲取轉(zhuǎn)動拉曼散射高低量子數(shù)時，需要經(jīng)過兩次反射提高信噪比，對于可見光波段光纖光柵性能參數(shù)要求大大降低，有利于后續(xù)系統(tǒng)對特征信號的處理，可以很好的濾除背景噪聲，有效解決分光系統(tǒng)復(fù)雜、體積較大及光譜分光穩(wěn)定性差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及大氣遙感探測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小型化星載遙感探測用基于取樣光纖光柵的全光纖分光系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前拉曼激光雷達的分光系統(tǒng)多為雙衍射光柵，雙干涉濾光片，衍射光柵等，這些傳統(tǒng)的分光系統(tǒng)往往具有結(jié)構(gòu)不緊湊、光路調(diào)整復(fù)雜、系統(tǒng)龐大等缺點，影響到應(yīng)用范圍，如限制了其在空基或者星載上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容：

有鑒于此，有必要提供一種基于取樣光纖光柵的全光纖分光系統(tǒng)。

一種基于取樣光纖光柵的全光纖分光系統(tǒng)，包括透鏡、第一光纖布拉格光柵、第二光纖布拉格光柵、第三光纖布拉格光柵、第四光纖布拉格光柵、第一超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵、第二超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，透鏡與第一光纖布拉格光柵連接，第一光纖布拉格光柵和第二光纖布拉格光柵和第一耦合器連接，第一耦合器與第一超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵連接，第一超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵與第二耦合器和第三耦合器連接，第三光纖布拉格光柵和第二耦合器連接，第四光纖布拉格光柵和第三耦合器連接，第二超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵與第二耦合器和第三耦合器連接，第二光纖布拉格光柵與第一端口連接，第三光纖布拉格光柵與第三端口連接，第四光纖布拉格光柵與第二端口連接，第二超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵與第四端口連接。

優(yōu)選的，第一超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵由第一Ⅰ段光纖光柵和第一Ⅱ段光纖光柵級聯(lián)；第二超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵由第二Ⅰ段光纖光柵、第二Ⅱ段光纖光柵、第二Ⅲ段光纖光柵和第二Ⅳ段光纖光柵級聯(lián)；第一Ⅰ段光纖光柵的輸入端與第一耦合器連接，輸出端與第二耦合器連接，第一Ⅱ段光纖光柵的輸入端與第一耦合器連接，輸出端與第三耦合器連接，第二Ⅰ段光纖光柵和第二Ⅱ段光纖光柵的輸入端分別與第二耦合器連接，輸出端分別與第四端口連接，第二Ⅲ段光纖光柵和第二Ⅳ段光纖光柵的輸入端分別與第三耦合器連接，輸出端分別與第四端口連接。

本發(fā)明提供的基于取樣光纖光柵的全光纖分光系統(tǒng)在獲取轉(zhuǎn)動拉曼散射高低量子數(shù)時，需要經(jīng)過兩次反射提高信噪比，對于可見光波段光纖光柵性能參數(shù)要求大大降低，有利于后續(xù)系統(tǒng)對特征信號的處理，可以很好的濾除背景噪聲。本發(fā)明可有效解決分光系統(tǒng)復(fù)雜、體積較大及光譜分光穩(wěn)定性差的問題，為星載探測提供技術(shù)支持。

附圖說明：

為了更清楚地說明本發(fā)明施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為基于取樣光纖光柵的全光纖分光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為可見光波段第一超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵SFBG1的反射譜線仿真結(jié)果示意圖。

圖3為可見光波段第二超結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵SFBG2的反射譜線仿真結(jié)果示意圖。

圖4為仿真得到的雙通道中不同回波信號與高度的關(guān)系的示意圖。

圖5為實驗信噪比仿真結(jié)果示意圖。

圖6為實驗溫度誤差仿真結(jié)果示意圖。