可调谐二极管激光器连续电流调谐时线宽的测量方法技术

一种可调谐二极管激光器连续电流调谐时线宽的测量方法，该方法步骤是：搭建厘米级短光程差下的可调谐二极管激光器的自外差测量系统，加入锯齿波调谐电流获取激光外差信号；获取的激光外差信号进行预处理，分离出待分解信号，对待分解信号进行改进的局部均值分解，得到乘积函数；对乘积函数进行时频分析，确定相位噪声的时频分布；短光程差时形成相干光场，信号功率噪声谱的宽度等于激光器的线宽，噪声功率时频谱的谱宽通过洛伦兹拟合确定；将得到的瞬时线宽对时间进行拟合，得到线宽的时变方程。本方法使得洛伦兹拟合精度进一步提高，瞬时线宽数据更为精确；通过对瞬时线宽的线性拟合得到了时变线宽的方程。

Linewidth measurement method of tunable diode laser for continuous current tuning

A measurement method of tunable diode laser continuous current tunable linewidth, the method comprises the following steps: self heterodyne measurement system is built under the centimeter level short optical path difference of tunable diode lasers, laser heterodyne signal to obtain a sawtooth wave tunable current; laser heterodyne signal acquisition pretreatment, separation of decomposed signal, treat the local mean decomposition and improved signal, get product function; the product function of time-frequency analysis, determine the time-frequency distribution of phase noise; short optical path difference when the formation of coherent light field, signal power, noise spectrum width is equal to the laser linewidth, noise power spectrum to determine the spectral width by Lorenz fitting; instantaneous linewidth the fitting of the time, get the linewidth time-varying equation. This method improves the accuracy of Lorenz's fitting and makes the instantaneous linewidth more accurate. The linear linewidth is obtained by linear fitting of the instantaneous linewidth.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于时频分析的可调谐二极管激光器在连续电流调谐状态时的线宽的测量方法。
技术介绍
可调谐二极管激光器是激光外差测量、光通信、光传感系统中的核心原件，而激光器的线宽参数对上述系统的精确度有着非常大的影响。尽管可调谐二极管激光器结构不同，但其在调谐过程中的线宽都是动态变化的，且具有很强的随机性。为了检测其变化特征，通常采用光外差方法，对采集的光外差信号进行时频分析。当光程差小于激光相干长度时，需要分析差拍信号相位噪声功率的时频分布；而当光程差远大于激光的相干长度时，需要对差拍信号的幅度功率进行时频分析，由于这种方法需要几到几十千米的光纤，使其应用受到了一定程度的限制。目前，利用基于信号趋向性的局部均值分解得到了分布反馈半导体激光器在超短光程差、脉冲电流下的瞬时线宽，可以获知调谐电流恒定时，线宽的瞬时变化。但是在大的电流调谐范围下，时变线宽方程尚未确定；同时，也没有形成各类可调谐二极管激光器时变线宽测量的通用方法。
技术实现思路
为了解决各种可调谐二极管激光器在连续电流调谐过程中的时变线宽测量的技术问题，本专利技术提供一种基于局部均值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调谐二极管激光器连续电流调谐时线宽的测量方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：1）搭建厘米级短光程差下的可调谐二极管激光器的自外差测量系统，加入锯齿波调谐电流获取激光外差信号； 2）对步骤1）获取的激光外差信号进行预处理，分离出待分解信号，对待分解信号进行改进的局部均值分解，得到乘积函数；3）对乘积函数进行时频分析，确定相位噪声的时频分布；4）短光程差时形成相干光场，信号噪声功率谱的宽度等于激光器的线宽，噪声功率时频谱的谱宽通过洛伦兹拟合确定；5）将得到的瞬时线宽对时间进行拟合，得到线宽的时变方程。

【技术特征摘要】
1.一种可调谐二极管激光器连续电流调谐时线宽的测量方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
1）搭建厘米级短光程差下的可调谐二极管激光器的自外差测量系统，加入锯齿波调谐电流获取激光外差信号；
2）对步骤1）获取的激光外差信号进行预处理，分离出待分解信号，对待分解信号进行改进的局部均值分解，得到乘积函数；
3）对乘积函数进行时频分析，确定相位噪声的时频分布；
4）短光程差时形成相干光场，信号噪声功率谱的宽度等于激光器的线宽，噪声功率时频谱的谱宽通过洛伦兹拟合确定；
5）将得到的瞬时线宽对时间进行拟合，得到线宽的时变方程。
2.根据权利要求1所述的可调谐二极管激光器连续电流调谐时线宽的测量方法，其特征在于，所述的锯齿波调谐电流的变化在激光器的驱动电流范围内，频率选取依激光器使用场合而定。
3.根据权利要求1所述的可调谐二极管激光器连续电流调谐时线宽的测量方法，其特征在于，可调谐二极管激光器可以是分布反馈式、分布布拉格反射式、垂直腔面发射式或外腔式中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的可调谐二极管激光器连续电流调谐时线宽的测量方法，其特征在于，所述步骤2）待分解信号的确定标准是：待分解信号为关于时间轴对称的调幅调频信号，而提取待分解信号的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：安颖，孙铁强，
申请(专利权)人：河北联合大学，
类型：发明
国别省市：河北;13