[發(fā)明專利]一種全光纖高速光電探測器沖激響應測量裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210286873.8
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114705400A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 趙珞;謝文;龔鵬偉;諶貝;姜河;馬紅梅;楊春濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

本申請公開了一種全光纖高速光電探測器沖激響應測量裝置和方法，其特征在于，包括飛秒激光器、光纖偏振器、光纖延時線、光纖環(huán)形器、第一光纖偏振控制器、第二光纖偏振控制器、電光采樣頭、光纖偏振分束器、平衡光電探測器和鎖相放大器。飛秒激光分束后，耦合至光電探測器產(chǎn)生電脈沖信號。一束耦合至光纖偏振器，先后送入光纖延時線、第一光纖偏振控制器、光纖環(huán)形器。電光采樣頭反射來自光纖環(huán)形器的偏振光，同時探測電脈沖信號。送入光纖偏振分束器，再經(jīng)平衡光電探測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡笏腿腈i相放大器。通過保偏光纖連接各器件，克服傳統(tǒng)電光采樣空間光系統(tǒng)需要光學對準，系統(tǒng)復雜和不穩(wěn)定的缺點，測量系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定、實用性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及光電儀器測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全光纖高速光電探測器沖激響應測量裝置和方法。

背景技術(shù)

光電探測器作為基礎(chǔ)的光敏傳感器件，對其沖激響應的精確測量能夠使其根據(jù)應用要求進行適配使用。隨著高速光電探測器在光通信、信號處理及測量系統(tǒng)中的廣泛應用，對其沖激響應的測量要求也逐漸提高，而傳統(tǒng)方法中采用的采樣示波器帶寬最高只能達到100GHz。光學測量方法的測量相對于電學測量高2-3個數(shù)量級，其中電光采樣方法能實現(xiàn)更小的時間分辨率。傳統(tǒng)的電光采樣系統(tǒng)以空間光為主，空間光系統(tǒng)搭建過程中需要光學對準，且穩(wěn)定性相對較差，所以這一測量方法在實際使用場景中具有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)岢鲆环N全光纖高速光電探測器沖激響應測量裝置和方法，用于解決傳統(tǒng)電光采樣空間光系統(tǒng)需要光學對準，系統(tǒng)復雜和不穩(wěn)定，采樣示波器測量高速光電探測器沖激響應時存在帶寬限制的問題。

本申請實施例提供一種全光纖高速光電探測器沖激響應測量裝置，包括飛秒激光器、光纖偏振器、光纖延時線、光纖環(huán)形器、第一光纖偏振控制器、第二光纖偏振控制器、電光采樣頭、光纖偏振分束器、平衡光電探測器和鎖相放大器。

所述飛秒激光器輸出分束后，一束耦合至待測光電探測器產(chǎn)生電脈沖信號。一束耦合至所述光纖偏振器，先后送入所述光纖延時線、第一光纖偏振控制器，使偏振方向與所述電光采樣頭電光材料的切向平行后，送入所述光纖環(huán)形器。

所述電光采樣頭粘貼在光纖端口，垂直光纖傳輸方向端面鍍高反射膜，反射來自光纖環(huán)形器的偏振光，同時探測光電探測器產(chǎn)生電脈沖信號。

反射光經(jīng)第二光纖偏振控制器產(chǎn)生的橢圓偏振光送入所述光纖偏振分束器，再經(jīng)所述平衡光電探測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡笏腿腈i相放大器。

優(yōu)選的，還包括控制和計算單元，所述控制和計算單元分別與所述光纖延時線和鎖相放大器連接，用于分別控制所述光纖延時線的延時量和鎖相放大器的逐樣采點。

進一步優(yōu)選的，還包括傳輸線，所述傳輸線與待測光電探測器輸出連接，作為電脈沖信號的傳輸載體。

優(yōu)選的，本發(fā)明還包括負載，所述負載與傳輸線連接，用于減少傳輸線上電脈沖信號的反射。

優(yōu)選的，所述飛秒激光器輸出波長1550nm，脈沖寬度100fs，信號重復頻率100Mhz。

優(yōu)選的，所述飛秒激光器輸出的信號連接至鎖相放大器作為其參考信號。

優(yōu)選的，所述電光采樣頭位于所述傳輸線上方5-10μm處。

優(yōu)選的，所述電光采樣頭采用鍍了高反膜的LiTaO3材料，利用光學固化膠直接粘貼在光纖端口上。

本申請實施例還提供一種全光纖高速光電探測器沖激響應測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

飛秒激光器輸出分束為第一路光和第二路光；

所述第一路光作為激勵光加載到待測光電探測器上產(chǎn)生電脈沖信號；

所述第二路光變?yōu)榫€偏振光，改變其延時、偏振方向，使偏振方向與電光材料的切向平行后送入電光材料；