激光器降噪设备及采用该设备降噪的方法技术

一种激光器降噪设备及采用该设备降噪的方法。该设备包括：一个激光器，两个耦合器，一个波分复用器(WDM)，多根光纤，一个光纤延迟线，一个光电探测器(PD)，一个高通滤波器，一个低通滤波器，一个检波器，一块模数转换芯片(ADC)，一块主控芯片(MCU)，一块数模转换芯片(DAC)。该方法有效的抑制了激光器因电流不稳定而产生的噪声问题，提高了激光器的稳定性，高通滤波器、低通滤波器、检波器以及ADC、DAC、MCU芯片都可以集成在一块电路板上，小巧方便，有利于激光器内部集成此方法所需的各器件，方便稳定且无特殊工作环境要求。本激光器降噪声方法适用于所有因电流不稳定而产生的噪声问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速激光器领域，尤其是涉及一种。
技术介绍
随着半导体激光器应用领域的扩大，半导体激光器的研宄和开发以突飞猛进的速度发展。目前，半导体激光器已广泛的应用于光纤通信、光盘、激光打印、信息存储、医疗、测量、泵浦固体激光器、集成光学等领域，在高新
中起到越来越重要的作用。因此低噪声对于激光器，尤其是在高新技术方面尤为重要。半导体激光器噪声包括光噪声和电噪声，其中光噪声包括相位噪声和强度噪声，电噪声包括热噪声、散弹噪声、Ι/f噪声和g-r噪声等。由于驱动芯片的供电电流不稳定而引起的噪声是激光器主要噪声源之一，而目前国际上对于这部分噪声暂无成熟的处理方案。本专利技术设计了一种激光器降噪声方法，其主要原理是通过对噪声的采样识别和处理，来补偿激光器驱动芯片的电流波动，以达到稳定恒流源电流输出，降低激光器噪声的作用。本专利技术提出了用耦合器、光纤延迟线和WDM波分复用器构成的激光器探测模块，用ro光电探测器将探测到的光信号转换成电信号，经过高通滤波器、低通滤波器、检波器组成的电检测模块，最后由ADC、MCU和DAC组成的识别处理模块将噪声信号转换成对激光器驱动电流波动的补偿电流，进而构成反馈控制电路。本专利技术提出的方法有效的降低了激光器驱动电流源的波动，进而有效的降低了因电流波动而引起的噪声。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种激光器降噪声方法，以解决半导体激光器因驱动电流源的波动而引起的噪声问题，促使激光器的激光输出更加稳定。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种激光器降噪声方法，该方法所需设备及器件包括:一个激光器，两个耦合器，一个波分复用器(WDM)，多根光纤，一个光纤延迟线，一个光电探测器(PD)，一个高通滤波器，一个低通滤波器，一个检波器，一块模数转换芯片(ADC)，一块主控芯片MCU，一块数模转换芯片(DAC)。其中，在激光器输出端将取样激光于解复用器相连接，形成光纤通路。其中，激光经过解复用器分成两束相位、光强完全相同的光束，并将其中一束光接入光纤延迟线中，使其相位迟滞。其中，两束激光经光纤和光纤延迟线后接入WDM后合并成一束激光输出。其中，合成后的激光经过F1D后，被转换成电信号输出。其中，被转化成的电信号中，带有噪声信号，经过高通滤波器后，将激光器的主要工作信号滤掉，剩下的噪声信号经高通滤波器输出端输出。其中，信号进入低通滤波器，放大后被检波器检测到。其中，检测到的信号，经过ADC转换成数字信号，将数字信号输入到MCU中，进行识别处理和控制。其中，处理后的数字信号经过DAC转换成模拟信号输入到激光器两端，对激光器控制电流进行补偿，由此形成整个控制反馈环路。本专利技术提供了一种激光器降噪声方法，其连接步骤包括:①激光器输出端耦合取样，再连接至耦合器；②親合器输出端输出两束激光，一束激光直接接入波分复用器输入的一端，另一束激光经过光纤延迟线，接入波分复用器输入的另一端；③经波分复用器输出端输出光束，将输出光束连接入ro探测器中；④经PD探测器输出的电信号连接入高通滤波器；⑤经高通滤波器后的信号连接入低通滤波器；⑥经低通滤波器输出的信号，连接入检波器；⑦检波器检测到的波形信号连接入ADC ；⑧ADC输出的数字信号进入MCU中；⑨MCU将数字信号传入DAC中；⑩DAC输出的模拟信号进入激光器两端，对激光器内部驱动电流进行补偿。从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果:I)本专利技术提供了一种激光器降噪声方法，从技术上解决了因激光器内部驱动电流不稳定而造成的噪声，该方法原理简单易懂，电学芯片方面可根据不同的激光器以及不同的激光波长等指标来设计以达到最佳的降噪声效果。因此，此激光器降噪声方法适用于几乎所有带有驱动电路的激光器。2)本专利技术提供了一种激光器降噪声方法，设计简单，电学部分可集成到一块电路板上，搭配耦合器等光学设备，可制作集成为一块体积较小的仪器，小巧方便，易于携带使用，且成本低廉。3)本专利技术提供了一种激光器降噪声方法，能有效的降低激光器噪声。例如，当激光器驱动电流震荡，在某一时刻驱动电流高出前一时段电流，则激光经过延迟线后，在WDM波分复用器输入端有两种非同步信号，这两种非同步信号在ro光电探测器中被转换成电信号，经过低通滤波器衰减后，两信号幅度差更大，再进入MCU处理，此时MCU中央处理器会对DAC芯片的寄存器进行修改，微调寄存器的值，从而削弱一部分驱动电流，以达到补偿稳定电流的作用。反之，当激光器驱动电流低于前段电流时，其工作原理是一样的。因为补偿电路仅仅是对驱动电流震荡进行补偿，而非控制驱动芯片的电流输出，不受限于驱动电路的频率，因此ADC、MCU、DAC可以工作在频率是GHz以上，大大提高了补偿电路的精确性和及时性。能达到非常稳定的电流输出，由此大大降低了由电流不稳定而造成的噪声。4)本专利技术提供了一种激光器降噪声方法，其通过加载到激光器两端，对激光器电流进行补偿，因此不受激光器的限制，应用广泛。其方法的实现方便简单，工作线路稳定且无特殊工作环境要求，对于大功率或中小功率激光器的噪声抑制均有良好的效果。【附图说明】为了进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步说明，其中:图1是本专利技术中激光器降噪声方法实现原理图；图2是本专利技术中激光信号分别经光纤延迟线和普通光纤后两非同步信号在时域上的效果图；图3是本专利技术中高通滤波器和低通滤波器截止频率示意图。...

【技术保护点】
一种激光器降噪设备，包括一个激光器，两个耦合器，一个波分复用器，多根光纤，一个光纤延迟线，一个探测器，一个高通滤波器，一个低通滤波器，一个检波器，一块模数转换芯片，一块主控芯片，一块数模转换芯片，其连接关系为：①激光器输出端耦合取样，再连接至耦合器；②耦合器输出端输出两束激光，一束激光直接接入波分复用器输入的一端，另一束激光经过光纤延迟线，接入波分复用器输入的另一端；③经波分复用器输出端输出光束，将输出光束连接入探测器中；④经探测器输出的电信号连接入高通滤波器；⑤经高通滤波器后的信号连接入低通滤波器；⑥经低通滤波器输出的信号，连接入检波器；⑦检波器检测到的波形信号连接入模数转换芯片；⑧模数转换芯片输出的数字信号进入主控处理器中；⑨主控处理器将数字信号传入数模转换芯片中；⑩数模转换芯片输出的模拟信号进入激光器两端，对激光器内部驱动电流进行补偿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭俊，陈伟，王孙龙，刘建国，祝宁华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11