窄線寬模擬信號雷射源的製作方法

2024-02-03 21:04:15

專利名稱：窄線寬模擬信號雷射源的製作方法
技術領域：
窄線寬模擬信號雷射源技術領域[0001]本實用新型涉及一種光纖雷射源，具體涉及一種可輸出任意模擬調製信號的窄線寬模擬信號雷射源。
背景技術：
[0002]目前的窄線寬光纖雷射光源有連續雷射輸出、功率調節和頻率調製等幾項功能。 一般由光纖雷射諧振腔、可調諧部件(光纖光柵溫度控制器和壓電陶瓷(PZT)調頻裝置) 和泵浦雷射器驅動電路部分組成。光纖雷射諧振腔主要有分布式反饋(DFB Distributed Feedback)或分布式布拉格(DBR)兩種結構。[0003]現有的窄線寬光纖雷射光源的主雷射光路由稀土摻雜DFB光纖光柵或雙FBG光纖光柵+稀土摻雜光纖、980/1550nm波分復用器(WDM)和光纖隔離器(ISO)構成。通過調節泵浦雷射器輸出功率，可以改變雷射器輸出光功率；通過調節雷射光柵溫度，可以改變雷射器工作波長；通過控制壓電陶瓷(PZT)調製信號，可以得到調頻雷射輸出。由於窄線寬光纖雷射光源具有穩定的單縱模特性、超窄的線寬、很長的相干長度、穩定的結構等特點，在光通信、光傳感、光譜學等領域具有廣泛的應用。[0004]但是因現有的窄線寬光纖雷射光源無法直接輸出雷射頻率調製、或雷射相位調製、或任意波形脈衝幅度調製的雷射信號，為實現雷射調製信號的輸出需要外接各種設備， 提高成本，且使用不便。實用新型內容[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種窄線寬模擬信號雷射源，控制主機控制雷射器模塊，還控制相位調製模塊和/或幅度調製模塊，雷射器模塊輸出的雷射信號經過相位調製模塊和/或幅度調製模塊得到相位調製和/或幅度調製。[0006]本實用新型設計的窄線寬模擬信號雷射源包括光纖雷射器模塊，其含有窄線寬光纖雷射器和雷射器驅動控·制電路、雷射器電子接口和雷射器光學接口，雷射器電子接口連接雷射器驅動控制電路，窄線寬光纖雷射器配有調諧部件，其輸出接入雷射器光學接口 ；控制主機含有工控機及與之連接的人機界面和背板，背板上配有與總線連接的多個插槽，直流電源連接控制主機的各部件供電；工控機經其背板與光纖雷射器模塊的雷射器電子接口連接。本窄線寬模擬信號雷射源還有相位調製模塊和/或幅度調製模塊，相位調製模塊包括相位調製器、相位調製控制電路、相位調製模擬信號輸入電接口、相位調製電子接口和相位調製輸入光接口、相位調製輸出光接口，工控機經其背板與相位調製模塊的相位調製電子接口連接，相位調製電子接口連接相位調製器控制電路，相位調製器控制電路連接相位調製器，相位調製模擬信號輸入接口連接相位調製器，相位調製輸入光接口和相位調製輸出光接口分別連接相位調製器；[0007]幅度調製模塊包括幅度調製器、幅度調製器射頻驅動器、幅度調製模擬信號輸入電接口、幅度調製控制電路、幅度調製電子接口和幅度調製輸入光接口、幅度調製輸出光接口，工控機經其背板與幅度調製模塊的幅度調製電子接口連接，幅度調製電子接口連接幅度調製器控制電路，幅度調製器控制電路連接幅度調製器，幅度調製模擬信號輸入接口經幅度調製器射頻驅動器連接幅度調製器，幅度調製輸入光接口和幅度調製輸出光接口分別連接幅度調製器。窄線寬光纖雷射器輸出的雷射經其雷射器光學接口接入相位調製模塊的相位調製輸入光接口和/或幅度調製模塊的幅度調製輸入光接口。[0008]控制主機經雷射器電子接口向光纖雷射器模塊的雷射器驅動控制電路供電並傳輸工控機的控制指令，雷射器驅動控制電路按該指令執行對調諧部件的驅動和調諧部件的工作頻率、調製深度的調節；窄線寬光纖雷射器按此由雷射器光學接口輸出相應的窄線寬雷射。[0009]控制主機經相位調製電子接口向相位調製器模塊的相位調製器驅動控制電路供電並傳輸工控機的控制指令，相位調製器接受相位調製器驅動控制電路的控制改變偏置電壓，相位調製模擬信號輸入電接口接收外部儀器的模擬信號並傳輸給相位調製器；光纖雷射器模塊輸出的雷射由相位調製輸入光接口進入相位調製器，相位調製器通過相位調製模擬信號輸入電接口在外部儀器的相位調製模擬信號控制下對輸入雷射進行相應相位調製， 從相位調製輸出光接口輸出經過相位調製的雷射，即雷射信號加載了調頻信號。[0010]控制主機經幅度調製電子接口向幅度調製器模塊的幅度調製器驅動控制電路供電並傳輸工控機的控制指令，幅度調製器接受幅度調製器驅動控制電路的控制改變偏置電壓，幅度調製模擬信號輸入電接口接收外部儀器的幅度調製模擬信號並傳輸給幅度調製射頻驅動器，並由幅度調製射頻驅動器驅動幅度調製器工作；光纖雷射器模塊輸出的雷射由幅度調製輸入光接 口進入幅度調製器，再從幅度調製輸出光接口輸出經過幅度調製的雷射，即雷射信號加載幅度調製信號，形成脈衝雷射信號或調製模擬光信號。[0011]為了便於安裝和連接，雷射器電子接口、相位調製電子接口和幅度調製電子接口為相同的電子接插件，電子接口接插件的各個管腳定義均和通信總線協議保持一致。[0012]所述窄線寬光纖雷射器是單縱模分布式反饋(DFB)光纖雷射器，或者是單縱模分布式布拉格(DBR)光纖雷射器，所配調諧部件為壓電陶瓷(PZT)調頻組件。[0013]所述控制主機的人機界面為觸摸式液晶顯示屏。[0014]所述相位調製器模塊和幅度調製器模塊的工作波長與窄線寬光纖雷射器模塊工作波長相同。[0015]本窄線寬模擬信號雷射源還可配有光開關模塊、光功率計模塊、可調光衰減器模塊中的一種或多種。[0016]光開關模塊核心部件為光開關，配有光開關電子接口和光開關輸入光接口、光開關輸出光接口。光開關模塊經光開關電子接口與控制主機的背板連接，光開關輸入光接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口。控制主機的指令控制光開關的啟閉，以配合窄線寬光纖雷射器進行光路選擇，也可以獨立和外部設備配合使用[0017]光功率計模塊核心部件為光功率計，配有光功率計電子接口和光功率計輸入光接口、光功率計輸出光接口。光功率計模塊經光功率計電子接口與控制主機的背板連接，光功率計光輸入接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口。控制主機的指令控制光功率計的工作，經光功率計電子接口接收光功率計測試結果，也可以獨立和外部設備配合使用。[0018]可調光衰減器模塊核心部件為可調光衰減器，配有可調光衰減器電子接口和可調光衰減器輸入光接口、可調光衰減器輸出光接口。可調光衰減器模塊經可調光衰減器電子接口與控制主機的背板連接，可調光衰減器光輸入接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口。控制主機的指令控制可調光衰減器的光衰減比例，以調節本雷射源輸出光功率，也可以獨立和外部設備配合使用。[0019]所述光開關、光功率計和可調光衰減器的工作波長與窄線寬光纖雷射器的雷射工作波長一致。[0020]控制主機安裝於機箱內，背板上有多個相同的插槽，光纖雷射器模塊、相位調製模塊、幅度調製模塊、光開關模塊、光功率計模塊和可調光衰減器模塊中任一個或數個可選擇插入背板的任一插槽內。[0021]為便於操作，光纖雷射器模塊、相位調製模塊、幅度調製模塊、光開關模塊、光功率計模塊和可調光衰減器模塊的輸入光接口和輸出光接口分別安裝於各功能模塊的面板上。[0022]與現有技術相比，本實用新型窄線寬模擬信號雷射源的優點為1、集成了窄線寬光纖雷射器、雷射頻率調製、雷射相位調製、任意波形脈衝幅度調製等多項應用技術，實現單臺設備就可以輸出需要的特種模擬信號雷射信號，完成現有技術的多臺設備的工作；2、 功能模塊化設計，結合插槽式背板和統一的電子接口，整體結構緊湊，具有非常良好的擴展性、選擇性，可作為多種雷射源使用，更適用於光纖傳感系統和模擬光信號傳輸放大系統等領域的設計開發。


[0023]圖1為本窄線寬模擬信號雷射源實施例結構框圖。
具體實施方式
[0024]本窄線寬模擬信號雷射源實施例如圖1所示，控制主機包括工控機及與之連接的觸摸式顯示屏和背板，背板上配有與總線連接的多個相同插槽，直流電源連接控制主機的各部件、為之供電。[0025]光纖雷射器模塊包括窄線寬光纖雷射器、雷射器驅動控制電路、雷射器電子接口和雷射器光學接口，雷射器電子接口連接雷射器驅動控制電路，窄線寬光纖雷射器配有調諧部件，其輸出接入雷射器光學接口 ；本例窄線寬光纖雷射器是單縱模分布式反饋光纖雷射器，也可選用單縱模分布式布拉格光纖雷射器。窄線寬光纖雷射器所配調諧部件為壓電陶瓷(PZT)調頻組件。[0026]相位調製模塊包括相位調製器、相位調製控制電路、相位調製模擬信號輸入電接口、相位調製電子接口和相位調製輸入光接口、相位調製輸出光接口，相位調製電子接口連接相位調製器控制電路，相位調製器控制電路連接相位調製器，相位調製模擬信號輸入電接口連接相位調製器，相位調製輸入光接口和相位調製輸出光接口分別連接相位調製器；[0027]所述幅度調製模塊包括幅度調製器、幅度調製器射頻驅動器、幅度調製控制電路、 幅度調製模擬信號輸入電接口、幅度調製電子接口和幅度調製輸入光接口、幅度調製輸出光接口，幅度調製電子接口連接幅度調製器控制電路，幅度調製器控制電路連接幅度調製器，幅度調製模擬信號輸入電接口經幅度調製器射頻驅動器連接相位調製器，幅度調製輸入光接口和幅度調製輸出光接口分別連接幅度調製器；[0028]雷射器電子接口、相位調製電子接口和幅度調製電子接口為統一相同的電子接插件，各插在背板的一個插槽上、與控制主機連接。[0029]窄線寬光纖雷射器輸出的雷射經其雷射器光學接口接入相位調製模塊的相位調製輸入光接口和幅度調製模塊的幅度調製輸入光接口。[0030]所述相位調製器模塊和幅度調製器模塊的工作波長與窄線寬光纖雷射器模塊工作波長相同。[0031]本例的控制主機安裝於機箱內，光纖雷射器模塊、相位調製模塊和幅度調製模塊各插入控制主機背板的一個插槽內。背板還有I個或多個備用插槽，用於選擇接插光開關模塊、光功率計模塊、可調光衰減器模塊中的一種或多種。[0032]光開關模塊核心部件為光開關，配有光開關電子接口和光開關輸入光接口、光開關輸出光接口。光開關模塊經光開關電子接口與控制主機的背板連接，光開關輸入光接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口。·[0033]光功率計模塊核心部件為光功率計，配有光功率計電子接口和光功率計輸入光接口、光功率計輸出光接口。光功率計模塊經光功率計電子接口與控制主機的背板連接，光功率計光輸入接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口。[0034]可調光衰減器模塊核心部件為可調光衰減器，配有可調光衰減器電子接口和可調光衰減器輸入光接口、可調光衰減器輸出光接口。可調光衰減器模塊經可調光衰減器電子接口與控制主機的背板連接，可調光衰減器光輸入接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接□。[0035]光開關電子接口、光功率計電子接口和可調光衰減器電子接口也為與上述雷射器電子接口相同的電子接插件。所述光開關、光功率計和可調光衰減器的工作波長與窄線寬光纖雷射器的雷射工作波長一致。[0036]所述相位調製模塊、幅度調製模塊、光開關模塊、光功率計模塊和可調光衰減器模塊的輸入光接口和輸出光接口分別安裝於各功能模塊的面板上。[0037]上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進一步詳細說明的具體個例，本實用新型並非限定於此。凡在本實用新型的公開的範圍之內所做的任何修改、 等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.窄線寬模擬信號雷射源，包括光纖雷射器模塊，其含有窄線寬光纖雷射器、雷射器驅動控制電路、雷射器電子接口和雷射器光學接口，雷射器電子接口連接雷射器驅動控制電路，窄線寬光纖雷射器配有調諧部件，其輸出接入雷射器光學接口 ；控制主機包括工控機及與之連接的人機界面和背板，直流電源連接控制主機的各部件；工控機經其背板與光纖雷射器模塊的雷射器電子接口連接；其特徵在於 所述控制主機的背板上配有與總線連接的多個插槽，本窄線寬模擬信號雷射源還有相位調製模塊和/或幅度調製模塊； 所述相位調製模塊包括相位調製器、相位調製控制電路、相位調製模擬信號輸入電接口、相位調製電子接口和相位調製輸入光接口、相位調製輸出光接口，工控機經其背板與相位調製模塊的相位調製電子接口連接，相位調製電子接口連接相位調製器控制電路，相位調製器控制電路連接相位調製器，相位調製模擬信號輸入接口連接相位調製器，相位調製輸入光接口和相位調製輸出光接口分別連接相位調製器； 所述幅度調製模塊包括幅度調製器、幅度調製器射頻驅動器、幅度調製模擬信號輸入電接口、幅度調製控制電路、幅度調製電子接口和幅度調製輸入光接口、幅度調製輸出光接口，工控機經其背板與幅度調製模塊的幅度調製電子接口連接，幅度調製電子接口連接幅度調製器控制電路，幅度調製器控制電路連接幅度調製器，幅度調製模擬信號輸入接口經幅度調製器射頻驅動器連接幅度調製器，幅度調製輸入光接口和幅度調製輸出光接口分別連接幅度調製器； 窄線寬光纖雷射器輸出的雷射經其雷射器光學接口接入相位調製模塊的相位調製輸入光接口和/或幅度調製模塊的幅度調製輸入光接口。
2.根據權利要求1所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述雷射器電子接口、相位調製電子接口和幅度調製電子接口為相同的電子接插件，電子接插件的各個管腳定義均和通信總線協議保持一致。
3.根據權利要求1所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述窄線寬光纖雷射器是單縱模分布式反饋光纖雷射器，或者是單縱模分布式布拉格光纖雷射器。
4.根據權利要求1所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述窄線寬光纖雷射器所配調諧部件為壓電陶瓷調頻組件。
5.根據權利要求1所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述控制主機的人機界面為觸摸式液晶顯示屏。
6.根據權利要求1所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述相位調製器模塊和幅度調製器模塊的工作波長與窄線寬光纖雷射器模塊工作波長相同。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述窄線寬模擬信號雷射源還配有光開關模塊、光功率計模塊、可調光衰減器模塊中的一種或多種； 光開關模塊核心部件為光開關，配有光開關電子接口和光開關輸入光接口、光開關輸出光接口 ；光開關模塊經光開關電子接口與控制主機的背板連接，光開關輸入光接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口；光功率計模塊核心部件為光功率計，配有光功率計電子接口和光功率計輸入光接口、光功率計輸出光接口 ；光功率計模塊經光功率計電子接口與控制主機的背板連接，光功率計光輸入接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口； 可調光衰減器模塊核心部件為可調光衰減器，配有可調光衰減器電子接口和可調光衰減器輸入光接口、可調光衰減器輸出光接口 ；可調光衰減器模塊經可調光衰減器電子接口與控制主機的背板連接，可調光衰減器光輸入接口連接光纖雷射器模塊雷射器光學接口。
8.根據權利要求7所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述光開關、光功率計和可調光衰減器的工作波長與窄線寬光纖雷射器的雷射工作波長一致。
9.根據權利要求7所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述控制主機安裝於機箱內，背板上有多個相同的插槽，光纖雷射器模塊、相位調製模塊、幅度調製模塊、光開關模塊、光功率計模塊和可調光衰減器模塊中任一個或數個插入背板的任一插槽內。
10.根據權利要求9所述的窄線寬模擬信號雷射源，其特徵在於 所述光纖雷射器模塊、相位調製模塊、幅度調製模塊、光開關模塊、光功率計模塊和可調光衰減器模塊的輸入光接口和輸出光接口分別安裝於各功能模塊的面板上。
專利摘要本實用新型為窄線寬模擬信號雷射源，控制主機背板多個插槽連接光纖雷射器模塊，並連接相位調製模塊和/或幅度調製模塊。光纖雷射器模塊含窄線寬光纖雷射器、雷射器驅動控制電路和雷射器電子接口。相位/幅度調製模塊包括相位/幅度調製器、相位/幅度調製控制電路、相位/幅度調製模擬信號輸入電接口、電子接口和輸入輸出光接口。雷射器輸出的雷射接入相位/幅度調製模塊的輸入光接口。控制主機控制雷射器輸出相應的窄線寬雷射。控制主機控制相位/幅度調製模塊對輸入雷射進行相應相位/幅度調製。本雷射源還可配光開關模塊、光功率計模塊、可調光衰減器模塊。本雷射源單臺設備可輸出特種模擬信號雷射信號，結構緊湊，擴展性、選擇性好。
文檔編號H01S3/10GK202841144SQ20122045353
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者嶽耀笠, 劉志強, 陽華, 呂宏偉 申請人:桂林大為通信技術公司