一种射频强度调制绿光的实现系统及调谐方法技术方案

本发明专利技术提供了一种射频强度调制绿光的实现系统及调谐方法，涉及光电子技术及激光技术领域，通过光纤耦合器和声光移频器搭建分束‑移频‑合束结构产生1μm波段的射频强度调制激光，并接入光纤放大器获得增益，再将增益后的射频强度调制激光作为基频光，通过掺氧化镁的周期性极化铌酸锂晶体，倍频后得到射频强度调制绿光；与传统方式相比，本发明专利技术结构简单，实现方便，可以同时获得高的调制深度和射频频率稳定性的射频强度调制绿光，并且射频信号的频率、调制深度、强度比均可调谐。

【技术实现步骤摘要】
一种射频强度调制绿光的实现系统及调谐方法
本专利技术涉及光电子技术及激光
，特别是涉及一种射频强度调制绿光的实现系统及调谐方法。
技术介绍
光在水下远距离测距、传感、成像等应用中，最大挑战是水的吸收和后向散射。对于水的吸收，可以用绿光作光源减小吸收。后向散射光的截止频率约为100MHz，用调制频率高于100MHz的射频强度调制激光作光源可提高探测信噪比。因此在水下探测中，光源通常为射频强度调制绿光。射频强度调制光通常通过电光调制方式获得，但是当调制频率高于100MHz时，其调制深度远低于100％，其中包含的高比例非调制光将降低探测灵敏度。射频强度调制光也可以通过将双频激光器输出光拍频的方式获得，但是需要复杂的锁相系统提高拍频频率稳定性。
技术实现思路
：为解决现有技术问题，本专利技术的目的在于提供一种射频强度调制绿光的实现系统及调谐方法：一种射频强度调制绿光的实现系统，包括单频种子激光源、2个光纤耦合器、声光移频器以及倍频晶体；单频种子激光源产生1064nm激光，其中一个光纤耦合器将该激光分成两路，其中一路被所述声光移频器进行移频后，与另一路激光经另一个光纤耦合器合为一路后，最后经倍频晶体倍频得到射频强度调制绿光。优选的，声光移频器对激光移频的范围为100MHz～200MHz。优选的，所述倍频晶体为掺氧化镁的周期性极化铌酸锂晶体。进一步的，还包括两个偏振片，在两路激光进入所述另一光纤耦合器之前对激光进行偏振态调整，保证两路激光的偏振态保持一致。优选的，还包括射频驱动源，用于控制声光移频器的移频范围。进一步的，还包括格兰棱镜和半玻片，在合束后的激光送入倍频晶体之前，所述格兰棱镜用于对激光进行起偏，所述半波片调节起偏后激光的偏振方向，使其偏振方向与倍频晶体要求的偏振方向一致。进一步的，还包括三级主振荡的光纤放大器，对从所述另一光纤耦合器出射的合束激光进行功率放大。优选的，所述射频驱动源对所述声光移频器输出的控制信号的频率波动范围在亚赫兹量级。本专利技术的一种射频强度调制绿光的实现系统的调谐方法，通过改变射频驱动源的功率，对倍频晶体产生的两组射频信号的相对强度比进行调谐，同时对两组射频信号的调制深度进行调谐。优选的，所述射频驱动源的功率输出幅度在0-100％范围内可调。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过光纤耦合器、声光移频器、光纤放大器、周期性极化倍频晶体等主要器件，为射频强度调制绿光的产生提供了一种实现系统，结构简单，实现方便。可以同时获得高的调制深度和射频频率稳定性，并且两组射频信号的频率、调制深度、强度比均可调谐。本专利技术可用作水下光载微波雷达系统的光源，用于测距、测速、成像等应用，减小水的吸收，同时抗后向散射，可以获得高的探测灵敏度和信噪比，还可以对各项参数进行方便地调谐。附图说明图1为射频强度调制绿光的实现系统方案示意图。其中，1、单频种子激光器；2、1分2光纤耦合器；3、声光移频器；4、射频驱动源；5、偏振控制器1；6、偏振控制器2；7、2合1光纤耦合器；8、光纤放大器；9、准直透镜；10、格兰透镜；11、半波片；12、聚焦透镜；13、倍频晶体；14、谐波分束器。具体实施方式：如图1所示，本专利技术的一种射频强度调制绿光的实现系统的工作流程为：将单块非平面环形腔固体激光器1作为种子激光源，1064nm输出光耦合进入单模光纤传输。光纤传输的单频激光通过1分2光纤耦合器2分为两束，一路激光仅通过光纤传输，另一路激光布拉格角入射到声光移频器3入射端，对该路激光进行移频处理，移频范围为100MHz～200MHz，由射频驱动源4进行控制；声光移频器3的一级衍射光效率可达50％。两束光纤都连接偏振控制器5,6控制各自偏振状态，使得两路激光的偏振态保持一致；两路激光最后通过光纤2合1耦合器7合束后输出，接入三级主振荡光纤放大器8进行功率放大，使其满足倍频晶体对基频光的功率要求。输出的高功率激光通过格兰棱镜10起偏后作为倍频的基频光，半玻片11调节基频光偏振方向，使其偏振方向与倍频晶体13要求的偏振方向一致。准直透镜9和聚焦透镜12将基频光聚焦到倍频晶体13中心，倍频晶体13为掺氧化镁的周期性极化铌酸锂晶体(15×2×0.5mm3)。谐波分束器14用来反射1064nm激光，透射532nm激光。根据工作原理，推导了射频强度调制信号的基本公式。设1μm波段两路激光的电场分别表示为：其中，A1和A2分别表示两路激光幅度,ω1和ω2分别表示两路激光圆频率,和分别表示两路激光初始相位。则经2合1耦合器合束拍频后1μm波段射频强度调制激光的强度表示为：倍频激光强度与基频光强度的平方成正比,则倍频激光强度可表示为：根据公式(4)可知，倍频激光中除直流项，还包括(ω1-ω2)和2(ω1-ω2)两个射频信号。即倍频之后，除正常频差项((ω1-ω2)，频率范围100MHz～200MHz),还将出现二倍频差项(2(ω1-ω2)，200MHz～400MHz)。将两个射频信号强度相比，得到：设h＝A1/A2,则公式(5)可表示为：根据数学关系，可知公式(6)中当h＝1时，R有最小值4。代表射频强度调制绿光中两组拍频信号强度比可调，并且在两路激光强度相等的时候，这两组拍频信号的强度比最小，等于4。因此，可通过调整最初两路激光的幅值来调整倍频激光中两个调制信号的强度之比。虽然结合附图描述了本专利技术的具体实施方式，但是对于本
的技术人员来说，在不脱离本专利技术的前提下，还可以做若干变形、替换和改进，这些也视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频强度调制绿光的实现系统，其特征在于：包括单频种子激光源、2个光纤耦合器、声光移频器以及倍频晶体；单频种子激光源产生1064nm激光，其中一个光纤耦合器将该激光分成两路，其中一路被所述声光移频器进行移频后，与另一路激光经另一个光纤耦合器合为一路后，最后经倍频晶体倍频得到射频强度调制绿光。

【技术特征摘要】
1.一种射频强度调制绿光的实现系统，其特征在于：包括单频种子激光源、2个光纤耦合器、声光移频器以及倍频晶体；单频种子激光源产生1064nm激光，其中一个光纤耦合器将该激光分成两路，其中一路被所述声光移频器进行移频后，与另一路激光经另一个光纤耦合器合为一路后，最后经倍频晶体倍频得到射频强度调制绿光。2.根据权利要求1所述的一种射频强度调制绿光的实现系统，其特征在于：声光移频器对激光移频的范围为100MHz～200MHz。3.根据权利要求1所述的一种射频强度调制绿光的实现系统，其特征在于：所述倍频晶体为掺氧化镁的周期性极化铌酸锂晶体。4.根据权利要求1所述的一种射频强度调制绿光的实现系统，其特征在于：还包括两个偏振片，在两路激光进入所述另一光纤耦合器之前对激光进行偏振态调整，保证两路激光的偏振态保持一致。5.根据权利要求1所述的一种射频强度调制绿光的实现系统，其特征在于：还包括射频驱动源，用于控制声光移频器的移频范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨苏辉，张海洋，康英，程丽君，赵长明，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11