[實用新型]一種基于DFB激光器的光譜可控種子源系統

有效

• 申請號: 202021671430.3
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN212968494U
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 肖仕偉;楊集;朱典全;張攀;王軍
• 申請（專利權）人: 合利科技發展有限公司
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/062
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種基于DFB激光器的光譜可控種子源系統，由DFB激光器、寬帶噪聲源和相位調制器構成；所述DFB激光器的輸出功率0?50mW、中心波長1064nm±0.05nm，波長調諧范圍±0.5nm的激光到所述相位調制器的輸入端；所述寬帶噪聲源產生頻率范圍1?8GHz、功率≥36dBm的高斯白噪聲到所述相位調制器的射頻調制端；經所述相位調制器后實現對激光光譜展寬；本實用新型的優點在于：輸出具有一定功率的連續激光，其輸出功率、中心波長及光譜寬度均可控制。

技術領域

本實用新型涉及一種光譜可控種子源，具體地說是一種基于DFB激光器的光譜可控種子源系統，屬于光譜可控種子源領域。

背景技術

進入21世紀以來，高功率光纖激光技術得到了迅速發展，其原因除了光纖激光器本身的獨特優勢之外，市場行為推廣的光纖材料與器件（即高增益雙包層光纖、光纖光柵、包層光剝離器、大功率抽運源等）也起到了至關重要的作用。從主流產品的裝置無論是“單路光纖放大”還是“多路光束合成”方案，光纖激光系統永遠繞不開激光種子源等關鍵組成部分，目前的激光種子源存在輸出功率固定，合成功率損耗大、散熱難等技術缺陷，很難滿足高功率合成的需求。

設定每路光纖激光器輸出功率2000W，一套100KW的高功率激光系統需要至少50路光纖激光合成，也就需要至少50個激光種子源。目前，SH系統中采用的激光種子源滿足不了高效率功率合成的需求，導致合成時激光功率損耗大、散熱壓力大，系統效率偏低。因此，SH系統在提升功率時就出現了困難。因此迫切需求研制新的輸出功率可調、輸出中心波長可調、輸出光譜特性可調的種子源，提升功率合成效率，支撐新型大功率系統。

發明內容

本實用新型的目的在于，設計了一種基于DFB激光器的光譜可控種子源系統，輸出具有一定功率的連續激光，其輸出功率、中心波長及光譜寬度均可控制。

本實用新型的技術方案為：

一種基于DFB激光器的光譜可控種子源系統，由DFB激光器、寬帶噪聲源和相位調制器構成；所述DFB激光器的輸出功率0-50mW、中心波長1064nm±0.05nm，波長調諧范圍±0.5nm的激光到所述相位調制器的輸入端；所述寬帶噪聲源產生頻率范圍1-8GHz、功率≥36dBm的高斯白噪聲到所述相位調制器的射頻調制端；經所述相位調制器后實現對激光光譜展寬。

所述DFB激光器模塊實現DFB激光器的驅動，保證輸出功率和中心波長可調，分為供電部分、通信部分、控制部分及驅動部分；所述供電部分實現電壓從+28V到+5V、+3.3V轉換，并進行穩壓濾波后對各個芯片供電；所述通信部分為對外通信，采用RS485方式；所述控制部分由微處理MCU芯片和A/D、D/A芯片構成，微處理MCU芯片與A/D、D/A芯片之間采用SPIO進行通信控制，負責上電后工作溫度、電流的監控和配置，將設定的工作溫度經D/A芯片轉換成模擬信號后發送給溫度控制電路，溫度控制電路將溫度穩定到設定的工作溫度后，通過A/D芯片將數據轉傳承數字信號后傳回微處理MCU芯片；將設定的工作電流經D/A芯片轉換成模擬信號后發送給功率控制電路，功率控制電路將電流穩定在設定的工作電流后，通過A/D芯片將數據轉換成數字信號傳回微處理MCU芯片所述驅動部分實現對DFB激光器的驅動，包含溫度控制電路和功率控制電路，所述溫度控制電路通過調節DFB激光器的工作溫度實現輸出激光中心波長的調諧，所述功率控制電路通過控制DFB激光器的工作電流實現輸出功率的調節。制冷控制器為TEC制冷控制器，對半導體激光器進行實時高精度控溫，從而提升半導體激光器輸出中心波長的高精確度和穩定性。

所述功率控制電路采用恒流源驅動DFB激光器，支持軟啟動、過流保護等功能。通過開關控制軟啟動電路實現對半導體激光器的啟動/關閉狀態切換，當激光器啟動后，恒流源輸出電流，為獲得更穩定的控制，采用高精度的小組織采樣電阻對輸出電流進行測量，得到測量電壓值，通過功率控制電路將設置的電流值以電壓的方式傳送到差模運算放大器，基于測量值與設置值的差異，將比較后的信號反饋到恒流源輸入端，實現輸出電流的恒定，從而達到對半導體激光器輸出功率控制的目的。