脉冲激光器信噪比检测装置制造方法及图纸

一种脉冲激光器信噪比检测装置，该装置包括第一光纤分束器、延迟光纤、可调延迟器、偏振控制器、脉冲偏置发生器、双级电光强度调制器、第二光纤分束器、触发单元、衰减装置、延迟装置、信号增益装置、多光路复用装置、光电探测装置和电信号处理装置等。本发明专利技术利用第一光纤分束器、延迟光纤、可调延迟器、偏振控制器、脉冲偏置发生器、双级强度调制器、第二光纤分束器、触发单元和信号增益装置检测激光器输出脉冲的背底噪声强度，同时，利用第一光纤分束器、第二光纤分束器、衰减装置和延迟装置检测脉冲主峰信号强度，得到信噪比的大小。该装置信噪比的检测范围可达50dB，精度可达1dB，具有操作方便，测试精度高，可靠性好等特点。

Signal to noise ratio detection device for pulsed laser

A laser pulse signal-to-noise ratio detection device, the apparatus comprises a first optical fiber splitter, optical fiber delay, adjustable delay, polarization controller, pulse bias generator, double stage electro-optic intensity modulator, second optical fiber splitter, trigger unit, attenuation device, delay device, signal gain device and optical multiplexing device and the photoelectric detection device and signal processing device. The invention uses the first optical fiber splitter, optical fiber delay, adjustable delay, polarization controller, pulse bias generator, double intensity modulator, second optical fiber splitter, triggering unit and signal gain device to detect laser output pulse back noise intensity, at the same time, using the first optical fiber splitter, fiber optic splitter second device, damping device and a delay device detecting pulse peak signal intensity, obtained snr. The detection range of signal to noise ratio of the device can reach 50dB and the precision can reach 1dB. It has the advantages of convenient operation, high testing precision and good reliability.

【技术实现步骤摘要】
脉冲激光器信噪比检测装置
本专利技术属于脉冲激光器技术，特别是一种脉冲激光器信噪比检测装置，主要用于处理光脉冲信号，以检测出激光脉冲信号的主峰和背底噪声强度，得到其信噪比大小。本专利技术特别适用于检测动态范围大的纳秒级单脉冲激光信号的信噪比。
技术介绍
脉冲激光器主要有固体激光器和光纤激光器，信噪比是一个重要技术指标，它反映了激光系统的技术水平。目前，纳秒级脉冲激光器信噪比的检测方法主要有两种：一是采用高速示波器和光电二极管进行光电信号转换直接检测，检测范围可达十几dB左右；二是采用多个光耦合器，研究分束出的复制光脉冲，用每个复制光脉冲的电平表征光脉冲的特征，然后进行重组分析，单次检测系统的信噪比可达30dB，如美国专利US8095017B2。美国专利可以检测一个已知的连续脉冲的信噪比，但其信噪比检测范围不能超过30dB，这是因为信号光直接送到光电探测器上时，信号光非常接近光电探测器所能探测的饱和度。
技术实现思路
为了获得较高信噪比的检测范围，克服上述检测方法中的缺点，本专利技术的目的在于提供一种脉冲激光器信噪比检测装置，该装置能够实现50dB的检测范围，精度可达1dB，具有操作方便，可靠性好的特点。本专利技术的技术解决方案如下：一种脉冲激光器信噪比检测装置，其特点在于，包括第一光纤分束器、延迟光纤、可调延迟器、偏振控制器、脉冲偏置发生器、双级电光强度调制器、触发单元、第二光纤分束器、衰减装置、延迟装置、信号增益装置、多光路复用装置、光电探测装置和电信号处理装置；所述的第一光纤分束器的第一输出端口和第二输出端口分别与所述的第二光纤分束器的输入端和延迟光纤的输入端相连；所述的延迟光纤的输出端与所述的可调延迟器的输入端相连，该可调延迟器的输出端与所述的偏振控制器的输入端相连；所述的双级电光强度调制器的输入端与所述的偏振控制器的输出端相连，该双级电光强度调制器的输出端与所述的信号增益装置的输入端相连；所述的双级电光强度调制器的控制端口与所述的脉冲偏置发生器的输出端相连，该双级电光强度调制器的调制端口与所述的触发单元的输出端相连；所述的第二光纤分束器的第一输出端口与所述的衰减装置的输入端相连；该第二光纤分束器的第二输出端口与所述的触发单元的输入端相连；所述的衰减装置的输出端与所述的延迟装置的输入端相连；所述的延迟装置的输出端和所述的信号增益装置的输出端分别接入所述的多光路复用装置的第一输入端和第二输入端；所述的多光路复用装置的输出端与所述的光电探测装置的输入端相连；该光电探测装置的输出端接入所述的电信号处理装置。所述的触发单元由可调衰减器、光电转换器、比较器和电放大器构成，所述的可调衰减器的输入端就是触发单元的输入端，所述的可调衰减器的输出端连接所述的光电装换器的输入端，该光电装换器的输出端与所述的比较器的输入端相连；所述的电放大器的输入端与所述的比较器的输出端相连，该电放大器的输出端就是所述的触发单元的输出端。本专利技术脉冲激光器信噪比检测装置，用于处理光脉冲信号的信噪比，该脉冲信号是含有一背底噪声和一主峰的激光脉冲，亦可称为背底主脉冲。所述的第一光纤分束器(分光比为10％：90％)接收激光脉冲信号，分别输出第一复制脉冲信号和第二复制脉冲信号，第二复制脉冲信号经由延迟光纤，可调延迟器和偏振控制器送入双级电光强度调制器。第一脉冲复制信号经由第二光纤分束器(分光比为10％：90％)送入触发单元，该触发单元输出的调制信号使得双级电光强度调制器对第二复制脉冲信号的主峰进行调制。当脉冲偏置发生器的偏置电压和触发单元的调制信号同时施加于所述的双级电光强度调制器时，第二复制脉冲信号的主峰被消除，只留下了背底噪声部分；所述的偏振控制器用于控制第二复制脉冲信号的偏振态；所述的触发单元是由可调衰减器、光电转换器、比较器和电放大器构成，来自第二光纤分束器90％的第一脉冲复制信号光被送入可调衰减器进行衰减处理后，通过光电转换器转换成电信号，此电信号经比较器整形送入电放大器进行放大后作为触发单元输出的调制信号。所述的衰减装置为一可调谐衰减器，用于降低分光装置第一输出端口(o1)的主峰功率，以便主峰信号和背底噪声信号的各自电平在同一数量级上被检测；所述的延迟装置为一延迟光纤，用于延迟主峰信号，使主峰信号与背底噪声信号在时域上彼此错开；所述的信号增益装置为一光纤放大器，用于放大背底噪声信号，使得背底噪声信号的电平能够与主峰信号的电平一致；所述的多光路复用装置，为一光纤耦合器，用于耦合上述背底噪声信号和被衰减和延迟的主峰信号；所述的光电探测装置为一光电探测器，主要用于探测主峰信号和背底噪声信号，并将他们转换成电信号。所述的电信号处理装置为一示波器或数字化仪，其作用是对电信号进行比值处理。此外，由于主峰信号在先前已经进行了衰减处理，背底噪声信号也进行了增益处理。因此电信号处理器还需要对上述比值进行校正，以得到脉冲激光器的信噪比。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)动态检测范围大，可以实现高信噪比的检测。利用第一光纤分束器、延迟光纤、可调延迟器、偏振控制器、脉冲偏置发生器、双级强度调制器、第二光纤分束器、触发单元和信号增益装置检测出激光器输出脉冲的背底噪声强度，同时，利用第一光纤分束器、第二光纤分束器、衰减装置和延迟装置检测出脉冲主峰信号强度，从而得到其信噪比大小。该信噪比可达50dB，精度可达1dB。2)利用脉冲信号自身的光信号进行转换、整形和放大后作为双级电光强度调制器的调制信号且具有一定的宽度，完全能够消除第二复制脉冲信号的主峰。3)该装置为同源装置，即电信号与光信号的均来自于被测信号，不存在因电光抖动而造成检测状态不稳定的状况，且电信号的脉宽不需要额外处理即可方便快捷，准确可靠地对光信号进行处理。4)由于光纤的可弯曲和盘绕性，所述的信噪比检测装置能够实现小型化的应用。附图说明图1是本专利技术脉冲激光器信噪比检测装置的结构示意图；图2是本专利技术的触发单元结构示意图；图3是利用图1所示的脉冲激光器信噪比检测装置，测得的激光脉冲信号信噪比的示意图；图4是利用图1所示的脉冲激光器信噪比检测装置，实验测得的一个5ns激光脉冲信号信噪比的示例图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。图1是本专利技术脉冲激光器信噪比检测装置的结构示意图，本专利技术脉冲激光器信噪比检测装置用于检测纳秒级单脉冲激光信号的信噪比。下面是本专利技术脉冲激光器信噪比检测装置的一个实施例。本实施例由第一光纤分束器1、延迟光纤2、可调延迟器3、偏振控制器4、脉冲偏置发生器5、双级电光强度调制器6、触发单元7、第二光纤分束器8、可调衰减器9、延迟光纤10、光纤放大器11、光纤耦合器12、光电探测器13和35G示波器14组成。其中，第一光纤分束器1、第二光纤分束器8的分光比和光纤耦合器12的耦合比均为10％：90％；触发单元7由可调衰减器71，光电转换器72，比较器73和10G电放大器74组成。第一光纤分束器1的第一输出端口O1、第二输出端口O2分别输出第一复制脉冲信号和第二复制脉冲信号。第二输出端口O2用单模光纤依次连接到延迟光纤2、可调延迟器3和偏振控制器4后，将第二复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲激光器信噪比检测装置，其特征在于，包括第一光纤分束器(1)、延迟光纤(2)、可调延迟器(3)、偏振控制器(4)、脉冲偏置发生器(5)、双级电光强度调制器(6)、触发单元(7)、第二光纤分束器(8)、衰减装置(9)、延迟装置(10)、信号增益装置(11)、多光路复用装置(12)、光电探测装置(13)和电信号处理装置(14)；所述的第一光纤分束器(1)的第一输出端口(O1)和第二输出端口(O2)分别与所述的第二光纤分束器(8)的输入端和延迟光纤(2)的输入端相连；所述的延迟光纤(2)的输出端与所述的可调延迟器(3)的输入端相连，该可调延迟器(3)的输出端与所述的偏振控制器(4)的输入端相连；所述的双级电光强度调制器(6)的输入端与所述的偏振控制器(4)的输出端相连，该双级电光强度调制器(6)的输出端与所述的信号增益装置(11)的输入端相连；所述的双级电光强度调制器(6)的控制端口与所述的脉冲偏置发生器(5)的输出端相连，该双级电光强度调制器(6)的调制端口与所述的触发单元(7)的输出端相连；所述的第二光纤分束器(8)的第一输出端口(P1)与所述的衰减装置(9)的输入端相连；该第二光纤分束器(8)的第二输出端口(P2)与所述的触发单元(7)的输入端相连；所述的衰减装置(9)的输出端与所述的延迟装置(10)的输入端相连；所述的延迟装置(10)的输出端和所述的信号增益装置(11)的输出端分别接入所述的多光路复用装置(12)的第一输入端和第二输入端；所述的多光路复用装置(12)的输出端与所述的光电探测装置(13)的输入端相连；该光电探测装置(13)的输出端接入所述的电信号处理装置(14)。...

【技术特征摘要】
1.一种脉冲激光器信噪比检测装置，其特征在于，包括第一光纤分束器(1)、延迟光纤(2)、可调延迟器(3)、偏振控制器(4)、脉冲偏置发生器(5)、双级电光强度调制器(6)、触发单元(7)、第二光纤分束器(8)、衰减装置(9)、延迟装置(10)、信号增益装置(11)、多光路复用装置(12)、光电探测装置(13)和电信号处理装置(14)；所述的第一光纤分束器(1)的第一输出端口(O1)和第二输出端口(O2)分别与所述的第二光纤分束器(8)的输入端和延迟光纤(2)的输入端相连；所述的延迟光纤(2)的输出端与所述的可调延迟器(3)的输入端相连，该可调延迟器(3)的输出端与所述的偏振控制器(4)的输入端相连；所述的双级电光强度调制器(6)的输入端与所述的偏振控制器(4)的输出端相连，该双级电光强度调制器(6)的输出端与所述的信号增益装置(11)的输入端相连；所述的双级电光强度调制器(6)的控制端口与所述的脉冲偏置发生器(5)的输出端相连，该双级电光强度调制器(6)的调制端口与所述的触发单元(7)的输出端相连；所述的第二光纤分束器(8)的第一输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：范薇，夏刚，汪小超，黄大杰，郭江涛，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31