波长自调谐的光脉冲分割器制造技术

本发明专利技术公开了一种波长自调谐的光脉冲分割器，所述光脉冲分割器由光纤隔离器、第一光纤耦合器、第一光电探测器、第一光纤光栅、第一压电陶瓷片、第二光纤耦合器、第二光纤光栅、第二压电陶瓷片、第二光电探测器、监测及控制系统组成，光纤隔离器的光输入端为光信号输入端，第二光纤耦合器的光输出端为光信号输出端。本发明专利技术引入两个高反射率宽带光纤光栅、压电陶瓷片、监测及控制系统，通过监测光纤光栅透射光强、并调节光纤光栅反射光中心波长，实现了对光脉冲的分割、并能自主地调谐自身的工作波长。本发明专利技术结构简单、成本低、且能自主地调谐自身的工作波长。

Wavelength self tuning optical pulse splitter

The invention discloses a wavelength self tuning optical pulse splitter, the optical pulse splitter by optical fiber isolator, the first optical fiber coupler, a first photoelectric detector, the first fiber grating, the first piezoelectric ceramics, second optical fiber coupler, second fiber grating, second piezoelectric ceramic plates, second photoelectric detector, monitoring and control the composition of the system, the light input end of optical isolator for optical signal input, light output of second fiber coupler for optical signal output end. The invention introduces two high reflectivity broadband optical fiber grating, piezoelectric ceramics, monitoring and control system, and adjust the optical fiber grating center wavelength of fiber grating, by monitoring the intensity, and can realize independent tuning of the working wavelength on the optical pulse and segmentation. The invention has the advantages of simple structure, low cost, and can automatically tune its own working wavelength.

【技术实现步骤摘要】
波长自调谐的光脉冲分割器
本专利技术属于光电子器件
，涉及一种光脉冲分割器，尤其涉及一种波长自调谐的光脉冲分割器。
技术介绍
在光学通信、光学信号处理及光学传感等领域，往往需对数字光信号或光脉冲进行分割，以满足多路光通信或光信号处理系统、多路光学传感器件等的需求。在对光脉冲进行分割时，要尽量保持光脉冲的时间宽度不变，即尽量避免光脉冲展宽，防止产生脉冲失真或串扰，而对分割后各光脉冲的幅度要求不高，如果分割后的光脉冲的幅度较低，可通过光脉冲放大器提升光脉冲的幅度。目前的光脉冲分割装置往往结构复杂、成本高，且容易造成光脉冲展宽及失真，特别是无法自主地调谐装置自身的工作波长，导致装置工作效率低。
技术实现思路
为了克服目前光脉冲分割装置结构复杂、成本高、无法自主地调谐装置自身工作波长的问题，本专利技术提供了一种波长自调谐的光脉冲分割器。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种波长自调谐的光脉冲分割器，由光纤隔离器、第一光纤耦合器、第一光电探测器、第一光纤光栅、第一压电陶瓷片、第二光纤耦合器、第二光纤光栅、第二压电陶瓷片、第二光电探测器、监测及控制系统组成，其中：所述光纤隔离器的光输入端为光信号输入端，第二光纤耦合器的光输出端为光信号输出端；所述光纤隔离器的光输出端连接第一光纤耦合器的光输入端；所述第一光纤耦合器的第一光输出端连接第一光电探测器的光输入端，第二光输出端连接第二光纤耦合器的光输入端；所述第二光纤耦合器的第一光输入输出端连接第一光纤光栅的光输入输出端，第二光输入输出端连接第二光纤光栅的光输入输出端；所述第二光纤光栅的光输出端连接第二光电探测器的光输入端；所述第一光纤光栅固定在第一压电陶瓷片上，第二光纤光栅固定在第二压电陶瓷片上；所述第一光电探测器的电信号输出端连接监测及控制系统的第一电信号输入端，第二光电探测器的电信号输出端连接监测及控制系统的第二电信号输入端；所述监测及控制系统的电信号输出端连接第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的电信号输入端。本专利技术中，第一光纤光栅与第二光纤光栅均为高反射率宽带光纤光栅，且二者的光栅周期、反射光中心波长、弹光系数均相同。本专利技术中，第一压电陶瓷片与第二压电陶瓷片的压电系数相同。本专利技术中，第一光纤耦合器的耦合比远大于1，且经第一光纤耦合器进入第二光纤耦合器的光强远大于经第一光纤耦合器进入第一光电探测器的光强。本专利技术中，通过对比经第一光纤耦合器进入第一光电探测器的光强与经第二光纤光栅进入第二光电探测器的光强确定是否需要调谐工作波长。本专利技术中，通过改变加载于第一压电陶瓷片、第二压电陶瓷片上的工作直流电压，用以调谐工作波长。本专利技术中，监测及控制系统将一个三角波电压信号加载于第二压电陶瓷片上，此三角波电压信号电压大小的变化能改变第二光纤光栅的透射光强，第二光纤光栅的最小透射光强所对应的电压为调谐工作波长所需的工作直流电压。本专利技术中，输入光信号必须为脉冲信号，且输入光信号的频率宽度必须小于第一光纤光栅、第二光纤光栅的反射谱频率宽度；而当输入光信号的频率宽度大于第一光纤光栅、第二光纤光栅的反射谱频率宽度时，输入光信号的频率宽度越大，本专利技术的效果越差，直至失效。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术引入两个高反射率宽带光纤光栅、压电陶瓷片、监测及控制系统，通过监测光纤光栅透射光强、并调节光纤光栅反射光中心波长，实现了对光脉冲的分割、并能自主地调谐自身的工作波长。2、本专利技术结构简单、成本低、且能自主地调谐自身的工作波长。附图说明图1为本专利技术光脉冲分割器的整体结构示意图；图2为图1中监测及控制系统的电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。如图1所示，本专利技术的波长自调谐的光脉冲分割器由光纤隔离器1、第一光纤耦合器2、第一光电探测器3、第一光纤光栅4、第一压电陶瓷片5、第二光纤耦合器6、第二光纤光栅7、第二压电陶瓷片8、第二光电探测器9、监测及控制系统10组成，其中：所述光纤隔离器1的光输入端为本专利技术的光信号输入端，第二光纤耦合器6的光输出端为本专利技术的光信号输出端；所述光纤隔离器1的光输出端连接第一光纤耦合器2的光输入端；所述第一光纤耦合器2的第一光输出端连接第一光电探测器3的光输入端，第二光输出端连接第二光纤耦合器6的光输入端；所述第二光纤耦合器6的第一光输入输出端连接第一光纤光栅4的光输入输出端，第二光输入输出端连接第二光纤光栅7的光输入输出端；所述第二光纤光栅7的光输出端连接第二光电探测器9的光输入端；所述第一光纤光栅4固定在第一压电陶瓷片5上，第二光纤光栅7固定在第二压电陶瓷片8上；所述第一光电探测器3的电信号输出端连接监测及控制系统10的第一电信号输入端，第二光电探测器9的电信号输出端连接监测及控制系统10的第二电信号输入端；所述监测及控制系统10的电信号输出端连接第一压电陶瓷片5和第二压电陶瓷片8的电信号输入端。如图2所示，监测及控制系统10由低通滤波电路10-1、积分电路10-2、比较电路10-3、三角波电压信号源电路10-4、输出电路10-5组成，其中：所述第一光电探测器3的电信号输出端连接低通滤波电路10-1的第一电信号输入端，第二光电探测器9的电信号输出端连接低通滤波电路10-1的第二电信号输入端；所述低通滤波电路10-1的第一电信号输出端连接积分电路10-2的第一电信号输入端，第二电信号输出端连接积分电路10-2的第二电信号输入端；所述积分电路10-2的第一电信号输出端连接比较电路10-3的第一电信号输入端，第二电信号输出端连接比较电路10-3的第二电信号输入端，第三电信号输出端连接输出电路10-5的第三电信号输入端；所述比较电路10-3的第一电信号输出端连接三角波电压信号源电路10-4的电信号输入端，第二电信号输出端连接输出电路10-5的第一电信号输入端，第三电信号输出端连接积分电路10-2的第三电信号输入端；所述三角波电压信号源电路10-4的电信号输出端连接输出电路10-5的第二电信号输入端；所述输出电路10-5的电信号输出端连接第一压电陶瓷片5和第二压电陶瓷片8的电信号输入端。本专利技术中，第一光纤光栅4与第二光纤光栅7均为高反射率宽带光纤光栅，且二者的光栅周期、反射光中心波长、弹光系数均相同。本专利技术中，第一压电陶瓷片5与第二压电陶瓷片8的压电系数相同。本专利技术中，第一光纤耦合器2的耦合比远大于1，且经第一光纤耦合器2进入第二光纤耦合器6的光强远大于经第一光纤耦合器2进入第一光电探测器3的光强。本专利技术中，通过对比经第一光纤耦合器2进入第一光电探测器3的光强与经第二光纤光栅7进入第二光电探测器9的光强，确定是否需要调谐工作波长。本专利技术中，通过改变加载于第一压电陶瓷片5、第二压电陶瓷片8上的工作直流电压，用以调谐工作波长。本专利技术中，监测及控制系统10将一个三角波电压信号加载于第二压电陶瓷片8上，此三角波电压信号电压大小的变化能改变第二光纤光栅7的透射光强，第二光纤光栅7的最小透射光强所对应的电压，为调谐工作波长所需的工作直流电压。本专利技术中，输入光信号必须为脉冲信号，且输入光信号的频率宽度必须小于第一光纤光栅4、第二光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长自调谐的光脉冲分割器，其特征在于所述光脉冲分割器由光纤隔离器、第一光纤耦合器、第一光电探测器、第一光纤光栅、第一压电陶瓷片、第二光纤耦合器、第二光纤光栅、第二压电陶瓷片、第二光电探测器、监测及控制系统组成，其中：所述光纤隔离器的光输入端为光信号输入端，第二光纤耦合器的光输出端为光信号输出端；所述光纤隔离器的光输出端连接第一光纤耦合器的光输入端；所述第一光纤耦合器的第一光输出端连接第一光电探测器的光输入端，第二光输出端连接第二光纤耦合器的光输入端；所述第二光纤耦合器的第一光输入输出端连接第一光纤光栅的光输入输出端，第二光输入输出端连接第二光纤光栅的光输入输出端；所述第二光纤光栅的光输出端连接第二光电探测器的光输入端；所述第一光纤光栅固定在第一压电陶瓷片上，第二光纤光栅固定在第二压电陶瓷片上；所述第一光电探测器的电信号输出端连接监测及控制系统的第一电信号输入端，第二光电探测器的电信号输出端连接监测及控制系统的第二电信号输入端；所述监测及控制系统的电信号输出端连接第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的电信号输入端。

【技术特征摘要】
1.一种波长自调谐的光脉冲分割器，其特征在于所述光脉冲分割器由光纤隔离器、第一光纤耦合器、第一光电探测器、第一光纤光栅、第一压电陶瓷片、第二光纤耦合器、第二光纤光栅、第二压电陶瓷片、第二光电探测器、监测及控制系统组成，其中：所述光纤隔离器的光输入端为光信号输入端，第二光纤耦合器的光输出端为光信号输出端；所述光纤隔离器的光输出端连接第一光纤耦合器的光输入端；所述第一光纤耦合器的第一光输出端连接第一光电探测器的光输入端，第二光输出端连接第二光纤耦合器的光输入端；所述第二光纤耦合器的第一光输入输出端连接第一光纤光栅的光输入输出端，第二光输入输出端连接第二光纤光栅的光输入输出端；所述第二光纤光栅的光输出端连接第二光电探测器的光输入端；所述第一光纤光栅固定在第一压电陶瓷片上，第二光纤光栅固定在第二压电陶瓷片上；所述第一光电探测器的电信号输出端连接监测及控制系统的第一电信号输入端，第二光电探测器的电信号输出端连接监测及控制系统的第二电信号输入端；所述监测及控制系统的电信号输出端连接第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的电信号输入端。2.根据权利要求1所述的波长自调谐的光脉冲分割器，其特征在于所述第一光纤光栅与第二光纤光栅均为高反射率宽带光纤光栅，且二者的光栅周期、反射光中心波长、弹光系数均相同。3.根据权利要求1所述的波长自调谐的光脉冲分割器，其特征在于所述第一压电陶瓷片与第二压电陶瓷片的压电系数相同。4.根据权利要求1所述的波长自调谐的光脉冲分割器，其特征在于所述第一光纤耦合器的耦合比远大于1，且经第一光纤耦合器进入第二光纤耦合器的光强远大于经第一光纤耦合器进入第一光电探测器的光强。5.根据权利要求1所述的波长自调谐的光脉冲分割器，其特征在于所述光脉冲分割器通过对比经第一光纤耦合器进入第一光电探测器的光强与...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚成宝，田赫，孙文军，张可心，文杏，陈梓文，栗巳秋，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23