本发明专利技术涉及通信电缆故障检测技术，具体是一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置。本发明专利技术解决了现有混沌激光产生装置所产生的混沌激光低频能量占比低、频谱平坦度差的问题。一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置，包括半导体激光器、偏振控制器、1×2主光纤耦合器、光衰减器、光纤反馈镜、光隔离器、光放大器、低频增强装置；其中，半导体激光器的输出端与偏振控制器的输入端连接；偏振控制器的输出端与1×2主光纤耦合器的输入端连接；1×2主光纤耦合器的两个输出端分别与光衰减器的输入端和光隔离器的输入端连接；光衰减器的输出端与光纤反馈镜的输入端连接。本发明专利技术适用于通信电缆故障的检测。
【技术实现步骤摘要】
一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置
本专利技术涉及通信电缆故障检测中的混沌激光产生技术，具体是一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置。
技术介绍
近年来，通信电缆作为控制信号、通讯信号的传输媒介，已经广泛运用于飞机、船舶、动车、航天飞船等设备中。在实际运用过程中，通信电缆会由于其工作环境特殊、线路老化等原因而产生故障，轻者使得电气设备停止工作，重者使得飞机、船舶、动车、航天飞船等发生事故。因此，通信电缆故障的精确检测非常重要。目前，通信电缆故障的检测主要是通过反射测量法实现的，而混沌激光的产生是利用反射测量法实现高精度、长距离检测的首要环节（WangA,ZhangM,XuH,etal.Locationofwirefaultsusingchaoticsignal[J].ElectronDeviceLetters,IEEE,2011,32(3):372-374.）。现有的混沌激光产生装置由于自身结构所限，所产生的混沌激光存在低频能量占比低、频谱平坦度差的问题，由此带来如下问题：在反射测量法中，由于处理混沌激光的电子响应器件是低通器件（即只允许混沌激光中的低频能量通过），导致实际应用中只用到了混沌激光的小部分能量，由此导致混沌激光的能量利用率低，从而导致反射测量法的故障检测精确度低（徐航,王安帮,韩晓红,等.混沌信号相关法测量电介质传输线的断点及阻抗失配[J].物理学报,2011,60(9):142-147.）。基于此，有必要专利技术一种全新的混沌激光产生装置，以解决现有混沌激光产生装置所产生的混沌激光低频能量占比低、频谱平坦度差的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有混沌激光产生装置所产生的混沌激光低频能量占比低、频谱平坦度差的问题，提供了一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置，包括半导体激光器、偏振控制器、1×2主光纤耦合器、光衰减器、光纤反馈镜、光隔离器、光放大器、低频增强装置；其中，半导体激光器的输出端与偏振控制器的输入端连接；偏振控制器的输出端与1×2主光纤耦合器的输入端连接；1×2主光纤耦合器的两个输出端分别与光衰减器的输入端和光隔离器的输入端连接；光衰减器的输出端与光纤反馈镜的输入端连接；光隔离器的输出端与光放大器的输入端连接；光放大器的输出端与低频增强装置的输入端连接。具体工作过程如下：半导体激光器输出的连续光依次经偏振控制器、1×2主光纤耦合器、光衰减器到达光纤反馈镜，并经光纤反馈镜反射后沿原光路返回半导体激光器，然后对半导体激光器造成扰动，由此使得半导体激光器输出频谱不平坦且呈现带通谱形的混沌激光。该混沌激光依次经偏振控制器、1×2主光纤耦合器、光隔离器到达光放大器，并经光放大器放大后进入低频增强装置，然后经低频增强装置滤波后输出低频能量占比高、频谱平坦度好的混沌激光。基于上述过程，与现有混沌激光产生装置相比，本专利技术所述的一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置通过采用全新结构，产生了低频能量占比更高（1GHz带宽内的低频能量占比增加了30倍左右，3GHz带宽内的低频能量占比增加了6倍左右）、频谱平坦度更好（3GHz内的频谱平坦度可保持在±1.5dB以内，频谱平坦度的提升幅度超过15dB，如图3所示）的混沌激光，由此大幅提高了混沌激光的能量利用率，从而大幅提高了反射测量法的故障检测精确度。本专利技术结构合理、设计巧妙，有效解决了现有混沌激光产生装置所产生的混沌激光低频能量占比低、频谱平坦度差的问题，适用于通信电缆故障的检测。附图说明图1是本专利技术的第一种结构示意图。图2是本专利技术的第二种结构示意图。图3是本专利技术产生的混沌激光的频谱示意图。图中：1-半导体激光器，2-偏振控制器，3-1×2主光纤耦合器，4-光衰减器，5-光纤反馈镜，6-光隔离器，7-光放大器，8-光纤光栅，9-第一1×2从光纤耦合器，10-第二1×2从光纤耦合器，11-第一光纤光栅，12-第二光纤光栅，13-第三光纤光栅。具体实施方式实施例一一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置，包括半导体激光器1、偏振控制器2、1×2主光纤耦合器3、光衰减器4、光纤反馈镜5、光隔离器6、光放大器7、低频增强装置；其中，半导体激光器1的输出端与偏振控制器2的输入端连接；偏振控制器2的输出端与1×2主光纤耦合器3的输入端连接；1×2主光纤耦合器3的两个输出端分别与光衰减器4的输入端和光隔离器6的输入端连接；光衰减器4的输出端与光纤反馈镜5的输入端连接；光隔离器6的输出端与光放大器7的输入端连接；光放大器7的输出端与低频增强装置的输入端连接。在本实施例中，如图1所示，所述低频增强装置包括光纤光栅8；光放大器7的输出端与光纤光栅8的输入端连接。工作时，混沌激光经光放大器放大后进入光纤光栅，然后经光纤光栅滤波后输出低频能量占比高、频谱平坦度好的混沌激光。具体实施时，光纤光栅8的中心波长与半导体激光器1的中心波长的频率失谐量为±50GHz以内，边模抑制比≥20dB，且线宽≤300pm。光纤光栅8的3dB带宽为200pm。光纤光栅在WDM-PON网络故障检测中也有用到（IEEEJ.Lightw.Technol.,Vol.30,3420,2012），但是，在WDM-PON的应用中光纤光栅是作为一个波长的选择器，目的是令信号光与网络各个支路的波段匹配，并不涉及对信号光频谱的能量分布的改变。实施例二一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置，包括半导体激光器1、偏振控制器2、1×2主光纤耦合器3、光衰减器4、光纤反馈镜5、光隔离器6、光放大器7、低频增强装置；其中，半导体激光器1的输出端与偏振控制器2的输入端连接；偏振控制器2的输出端与1×2主光纤耦合器3的输入端连接；1×2主光纤耦合器3的两个输出端分别与光衰减器4的输入端和光隔离器6的输入端连接；光衰减器4的输出端与光纤反馈镜5的输入端连接；光隔离器6的输出端与光放大器7的输入端连接；光放大器7的输出端与低频增强装置的输入端连接。在本实施例中，如图2所示，所述低频增强装置包括第一1×2从光纤耦合器9、第二1×2从光纤耦合器10、第一光纤光栅11、第二光纤光栅12、第三光纤光栅13；光放大器7的输出端与第一1×2从光纤耦合器9的输入端连接；第一1×2从光纤耦合器9的两个输出端分别与第二1×2从光纤耦合器10的输入端和第一光纤光栅11的输入端连接；第二1×2从光纤耦合器10的两个输出端分别与第二光纤光栅12的输入端和第三光纤光栅13的输入端连接。工作时，混沌激光经光放大器放大后进入第一1×2从光纤耦合器，然后经第一1×2从光纤耦合器分为两路：第一路经第一光纤光栅滤波后输出低频能量占比高、频谱平坦度好的混沌激光；第二路经第二1×2从光纤耦合器再次分为两路：第一路经第二光纤光栅滤波后输出低频能量占比高、频谱平坦度好的混沌激光；第二路经第三光纤光栅滤波后输出低频能量占比高、频谱平坦度好的混沌激光。在此过程中，若将第一光纤光栅、第二光纤光栅、第三光纤光栅的带宽设置为不同值，则可以输出频谱平坦度不同、低频能量占比和频谱带宽均可调的混沌激光，由此使得混沌激光适用于不同带宽的采集卡，从而进一步提高了混沌激光的能量利用率。具体实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置，其特征在于：包括半导体激光器（1）、偏振控制器（2）、1×2主光纤耦合器（3）、光衰减器（4）、光纤反馈镜（5）、光隔离器（6）、光放大器（7）、低频增强装置；其中，半导体激光器（1）的输出端与偏振控制器（2）的输入端连接；偏振控制器（2）的输出端与1×2主光纤耦合器（3）的输入端连接；1×2主光纤耦合器（3）的两个输出端分别与光衰减器（4）的输入端和光隔离器（6）的输入端连接；光衰减器（4）的输出端与光纤反馈镜（5）的输入端连接；光隔离器（6）的输出端与光放大器（7）的输入端连接；光放大器（7）的输出端与低频增强装置的输入端连接；所述低频增强装置包括第一1×2从光纤耦合器（9）、第二1×2从光纤耦合器（10）、第一光纤光栅（11）、第二光纤光栅（12）、第三光纤光栅（13）；光放大器（7）的输出端与第一1×2从光纤耦合器（9）的输入端连接；第一1×2从光纤耦合器（9）的两个输出端分别与第二1×2从光纤耦合器（10）的输入端和第一光纤光栅（11）的输入端连接；第二1×2从光纤耦合器（10）的两个输出端分别与第二光纤光栅（12）的输入端和第三光纤光栅（13）的输入端连接。...
【技术特征摘要】
1.一种用于通信电缆故障检测的混沌激光发射装置，其特征在于：包括半导体激光器（1）、偏振控制器（2）、1×2主光纤耦合器（3）、光衰减器（4）、光纤反馈镜（5）、光隔离器（6）、光放大器（7）、低频增强装置；其中，半导体激光器（1）的输出端与偏振控制器（2）的输入端连接；偏振控制器（2）的输出端与1×2主光纤耦合器（3）的输入端连接；1×2主光纤耦合器（3）的两个输出端分别与光衰减器（4）的输入端和光隔离器（6）的输入端连接；光衰减器（4）的输出端与光纤反馈镜（5）的输入端连接；光隔离器（6）的输出端与光放大器（7）的输入端连接；光放大器（7）的输出端与低频增强装置的输入端连接；所述低频增强装置包括第一1×2从光纤耦合器（9）、第二1×2从光纤耦合器（10）、第一光纤光栅（11）、第二光纤光栅（12）、第三光纤光栅（13）；光放大器（7）的输出端与第一1×2从光纤耦合器（9）的输入端连接；第一1×2从光纤耦合器（9）的两个输出端分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩红，王大铭，王安帮，王冰洁，徐航，赵彤，王龙生，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。