[發明專利]一種基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置及方法

在審

• 申請號: 202010692175.9
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111650801A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 劉永利;朱新勇;郭永玲;王玉建;張朝惠;張磊;管玉超;初文怡;劉虎
• 申請（專利權）人: 青島青源峰達太赫茲科技有限公司
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/365
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 付麗麗

1.一種基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，包括第一色散管理單元和第二色散管理單元，第一色散管理單元置于發射端光纖傳導光路上，第二色散管理單元置于探測端光纖傳導光路上，所述第一色散管理單元和第二色散管理單元包括保偏啁啾光纖光柵和溫度控制模塊，溫度控制模塊用于保偏啁啾光纖光柵溫度的控制和測量，溫度控制模塊通過信號發生和采集處理單元與上位機連接；信號發生和采集處理單元用于將檢測的第一色散管理單元實時溫度和第二色散管理單元實時溫度發送到上位機；上位機將接收的實時溫度與“溫度-脈沖寬度”的查找表進行對照，如果實時溫度與查找表中的最窄脈沖寬度對應的溫度相匹配，則不作處理，如果實時溫度與查找表中的最窄脈沖寬度對應的溫度不匹配，向對應的溫度控制模塊發送溫度調節指令，對應的溫度控制模塊進行溫度調控，直至反饋的實時溫度達到最窄脈沖寬度對應的溫度，停止。

2.根據權利要求1所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，第一色散管理單元靠近太赫茲發射天線前端，第二色散管理單元靠近太赫茲探測天線前端。

3.根據權利要求1-2任一項所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，所述基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統包括飛秒激光器、調制偏壓源、太赫茲發射天線、光學延遲線、太赫茲探測天線和傳導光纖、信號發生和采集處理單元以及上位機，通過傳導光纖將飛秒激光器和太赫茲發射天線、飛秒激光器和光學延遲線以及光學延遲線與太赫茲探測天線連接，調制偏壓源與太赫茲發射天線連接，用于太赫茲發射天線偏壓的產生，信號發生和采集處理單元分別與調制偏壓源、太赫茲探測天線和光學延遲線連接，用于同步信號的產生和太赫茲信號的采集，信號發生和采集處理單元還與上位機連接實現數據交互。

4.根據權利要求3所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，所述傳導光纖為保偏光纖，在保偏光纖上雕刻形成保偏啁啾光纖光柵。

5.根據權利要求4所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，通過記錄不同溫度場對應的脈沖寬度制定“溫度-脈沖寬度”的查找表。

6.根據權利要求5所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，具體操作為：飛秒激光器通過傳導光纖與色散管理單元連接，上位機分別與自相關儀與色散管理單元連接，通過上位機發布不同的溫度指令來改變色散管理單元的溫度，同時用自相關儀記錄對應的脈沖寬度，形成“溫度-脈沖寬度”的查找表。

7.根據權利要求6所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，溫度控制模塊包括密封倉、制冷器和溫度傳感器，保偏啁啾光纖光柵、溫度控制器和溫度傳感器均置于密封倉內，制冷器用于調整密封倉內環境溫度，溫度傳感器用于檢測密封倉內溫度。

8.根據權利要求7所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，溫度控制模塊包括加熱帶和溫度傳感器組成，加熱帶纏繞在保偏啁啾光纖光柵外側，用于對保偏啁啾光纖光柵進行加熱，溫度傳感器置于加熱帶和保偏啁啾光纖光柵之間，用于檢測保偏啁啾光纖光柵本體溫度。

9.根據權利要求8所述的基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統色散管理裝置，其特征在于，，色散管理單元的溫控范圍設置為-20℃～20℃。

10.一種基于保偏啁啾光纖光柵的TDS系統的色散管理方法，具體包括以下步驟：上位機中的監控中心對色散管理單元內溫度進行監控并得到溫度反饋，然后與“溫度-脈沖寬度”的查找表進行對照，如果實時溫度與“溫度-脈沖寬度”查找表中的最窄脈沖寬度對應的溫度相匹配，則監控中心對色散管理單元繼續進行監控；如果現有溫度與“溫度-脈沖寬度”查找表中的最窄脈沖寬度對應的溫度不匹配，啟用控溫程序，參照查找表中的該溫度調制色散管理單元的溫度，同時將現有溫度信息反饋給監控中心并再次與查找表對照，以此實現上位機對色散管理單元溫度的實時在線監控與調制，即上位機對系統色散實現在線管理。該色散管理方法的引入，使得系統太赫茲波的脈寬始終保持在最窄的狀態，實現了寬帶太赫茲波的輸出。