CN108155540A - 一种单频激光器跳模的检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单频激光器跳模的检测系统，包括光隔离器、光纤干涉仪、光电探测器和示波器，所述光纤干涉仪包括第一耦合器、第二耦合器、传输光纤和延时光纤，所述第一耦合器的输入端通过光纤与单频激光器相连，所述第二耦合器的输出端通过光纤与光电探测器相连；所述传输光纤和延时光纤并联在第一耦合器和第二耦合器之间使得单频激光器的输出光形成干涉；所述示波器与光电探测器相连。本发明可实时检测，且成本低廉易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及单频激光器领域，特别是涉及一种单频激光器跳模的检测系统。
背景技术
单频激光器因其具有窄线宽、低噪声等性能，已经成为各种光学检测的理想光源，单频激光器广泛应用于相干光通信、激光雷达、激光遥感、激光侦听以及高分辨率光谱分析等领域。目前，单频激光器的生产制作工艺技术日趋成熟，但在实际应用中，单频激光器长时间运行中仍然会偶尔出现跳模现象，跳模将严重影响单频光源的高相干性，并增加激光器的相位噪声，这对单频激光器的广泛应用产生严重制约。对单频激光器的跳模进行实时检测，是单频激光器研究中不可回避的重要问题，也是评价单频激光器性能的重要手段。
目前已有的纵模检测方法有强度噪声法，F-P干涉仪扫描法法，自延时零拍法等。
强度噪声法检测效果便捷并可实时检测，但容易和其他噪声混叠，产生误判。
F-P干涉仪扫描法是一种常用的跳模检测方法，通过直接扫描F-P腔来实现跳模的检测，并可判断跳模的频移方向和间隔，但扫描频谱范围有限、扫描周期长，并且无法保证实时检测。
自延时零拍法通过检测模式跳变过程中产生的拍频信号来判断跳模，在测量单频激光器的线宽同时可以通过检测拍频信号来判断单频激光器的频移和跳模特性，并可准确的检测跳模的频移和间隔，劣势在于，测试系统通常需要使用几十公里的延迟光纤，测试结果的稳定性和准确性较差，并且测试系统结构复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单频激光器跳模的检测系统，可实时检测，且成本低廉易于实现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种单频激光器跳模的检测系统，包括光纤干涉仪、光电探测器和示波器，所述光纤干涉仪包括第一耦合器、第二耦合器、传输光纤和延时光纤，所述第一耦合器的输入端通过光纤与单频激光器相连，所述第二耦合器的输出端通过光纤与光电探测器相连；所述传输光纤和延时光纤并联在第一耦合器和第二耦合器之间使得单频激光器的输出光形成干涉；所述示波器与光电探测器相连。
所述第一耦合器和单频激光器之间还设置有光隔离器。
所述光纤干涉仪放置在隔震隔音恒温装置内。
所述光电探测器为光电二极管探测器。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明通过示波器可实时观察单频激光器跳模的变化情况，精度高，并且通过简单计算可直接得出跳模的频移大小。
本发明灵敏度高，对跳模检测具有较高的分辨本领，相比于强度噪声法、F-P干涉仪扫描法、自延时零拍法，本发明提供的检测系统结构简单、成本低廉且易实现、并可实时检测。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施方式中光纤干涉仪自由光谱区图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种单频激光器跳模的检测系统，包括光纤干涉仪、光电探测器和示波器，所述光纤干涉仪包括第一耦合器、第二耦合器、传输光纤和延时光纤，所述第一耦合器的输入端通过光纤与单频激光器相连，所述第二耦合器的输出端通过光纤与光电探测器相连；所述传输光纤和延时光纤并联在第一耦合器和第二耦合器之间使得单频激光器的输出光形成干涉；所述示波器与光电探测器相连。
本实施方式是基于光纤干涉仪和光电二极管的探测技术，通过检测示波器电压的变化情况来检测光纤激光器的跳模特性，光纤干涉仪对震动要求较高，若光纤干涉仪震动幅度过大，将严重降低该检测系统的检测精度。
为了实现对单模光纤激光器跳模特性的检测，如图1所示，该单频激光器跳模的检测系统由光隔离器1、光纤干涉仪、隔震隔音恒温装置8、光电探测器6以及示波器7组成。
其中，光隔离器2位于单频激光器1和光纤干涉仪之间，用于控制回波损耗，避免回波对单频激光器1产生损伤；
光纤干涉仪，由包括第一耦合器3、第二耦合器5、传输光纤和延时光纤4组成，所述第一耦合器3的输入端通过光纤依次与光隔离器2和单频激光器1相连，所述第二耦合器5的输出端通过光纤与光电探测器6相连；所述传输光纤和延时光纤4并联在第一耦合器3和第二耦合器5之间使得单频激光器1的输出光形成干涉，所述光纤干涉仪放置在一个隔震隔音恒温装置8内，以消除外界环境噪声对干涉仪的干扰。其中，光电探测器6为光电二极管探测器。
单频激光器1发出光依次经过光隔离器2、光纤干涉仪，经过光纤干涉仪后产生的干涉光信号进入光电探测器6转为电压信号，并将电压信号连接到示波器7上进行观测。
当没有模式变化时，在示波器7上观察的电压信号是比较平滑的曲线，当出现跳模时，示波器上电压信号出现跳变，跳变的情况可以反映跳模的频移方向和大小。光纤干涉仪自由光谱区范围可通过计算得到，其自由光谱区参见图2。通过观测示波器电压跳变的大小可计算出单频激光器跳模频率变化的大小。
综上所述，本发明利用待测单频激光器作为光源，出射光在通过光纤干涉仪后发生干涉，产生的干涉光被光电探测器接收并转化为电压信号。在示波器上可实时观测跳变电压的变化情况，从而得出跳模的频移方向和频移大小。
不难发现，本发明通过示波器可实时观察单频激光器跳模的变化情况，精度高，并且通过简单计算可直接得出跳模的频移大小。本发明灵敏度高，对跳模检测具有较高的分辨本领，相比于现有技术，本发明提供的检测系统结构简单、成本低廉且易实现、并可实时检测。
Claims (4)
1.一种单频激光器跳模的检测系统，包括光纤干涉仪、光电探测器和示波器，其特征在于，所述光纤干涉仪包括第一耦合器、第二耦合器、传输光纤和延时光纤，所述第一耦合器的输入端通过光纤与单频激光器相连，所述第二耦合器的输出端通过光纤与光电探测器相连；所述传输光纤和延时光纤并联在第一耦合器和第二耦合器之间使得单频激光器的输出光形成干涉；所述示波器与光电探测器相连。
2.根据权利要求1所述的单频激光器跳模的检测系统，其特征在于，所述第一耦合器和单频激光器之间还设置有光隔离器。
3.根据权利要求1所述的单频激光器跳模的检测系统，其特征在于，所述光纤干涉仪放置在隔震隔音恒温装置内。
4.根据权利要求1所述的单频激光器跳模的检测系统，其特征在于，所述光电探测器为光电二极管探测器。
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