一种精细光谱探测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种精细光谱探测装置，包含一DFB激光器，两光纤耦合器、两相位调制器、两高频信号源、一光纤环形器、一光纤光栅、一高速光电探测器及一频谱分析仪；本实用新型专利技术采用同一DFB激光器输出单频激光，经一光纤耦合器分为两束，一束通过较高频率的相位调制后进行窄带滤波，获得与DFB光源存在一定波长偏移的激光；另一束受到较低频率的相位调制；然后通过另一光纤耦合器将两束激光合束形成拍频信号并传递到高速光电探测器，通过高速光电探测器将光信号转换为电信号，最后再传输到频谱分析仪，通过频谱分析仪可观察到与光谱对应的频谱。本实用新型专利技术优点是：避免了不同DFB激光器间频率抖动带来的影响，能形成稳定拍频信号，实现精细光谱探测。

【技术实现步骤摘要】
一种精细光谱探测装置
本技术涉及激光
，具体的说是涉及一种精细光谱探测装置。
技术介绍
光谱是描述光能量在频域分布的参数，在光学应用里有着重要意义。对于宽带光谱，通常采用光谱分析仪进行检测，常用的光谱分析仪其分辨率通常大于0.02nm，对于小于分辨率的光谱无法实现精细测量。对于窄带光谱，通常采用法布里-珀罗干涉滤波器来检测，法布里-珀罗干涉滤波器其波长分辨率可达pm量级，但高的分辨率依赖于法布里-珀罗腔的校准精度。利用自外差拍频，也可实现高的分辨率，通过将信号光与相位延迟后的信号光拍频，实现光带宽向电域转换，然后通过频谱分析仪检测，但该方法依赖于调制信号的稳定和窄线宽。另外，还有利用受激布里渊散射来进行精细光谱检测，虽然该方法具有很高的分辨率，但需要动态扫描波长，且需要较高的激光功率，或长的传输光纤。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种精细光谱探测装置，用以解决
技术介绍
中现有光谱探测技术所存在的缺陷。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种精细光谱探测装置，包含DFB激光器、1x2光纤耦合器A、2x1光纤耦合器、相位调制器A、相位调制器B、高频信号源A、高频信号源B、光纤环形器、光纤光栅、高速光电探测器及频谱分析仪；所述DFB激光器与所述1x2光纤耦合器连接，所述1x2光纤耦合器分别与所述相位调制器A和相位调制器B连接，所述相位调制器A分别与所述高频信号源A及光纤环形器连接，所述相位调制器B分别与所述高频信号源B及2x1光纤耦合器连接，所述光纤环形器分别与光纤光栅及2x1光纤耦合器连接，所述2x1光纤耦合器还与所述高速光电探测器连接，所述高速光电探测器还与所述频谱分析仪连接；使用时，先由所述DFB激光器输出单频激光到1x2光纤耦合器，经1x2光纤耦合器分为两束，其中一束经过相位调制器A，受高频信号源A输出的高频信号f1调制后，输入到光纤环形器的端口A，再从光纤环形器端口B输出到光纤光栅，经光纤光栅反射后回到光纤环形器端口B，最后从光纤环形器的端口C输出到2x1光纤耦合器；另一束经过相位调制器B，受高频信号源B输出的高频信号f2调制后，输出到2x1光纤耦合器；然后通过2x1光纤耦合器将两束激光合束后，形成拍频，并注入到高速光电探测器，经高速光电探测器将两束激光合束后的拍频光信号转换为电信号，并传输到频谱分析仪中进行分析，最后在频谱分析仪即可观测与拍频光谱所对应的频谱。上述技术方案中，所述1x2光纤耦合器的分束比为50:50～20:80。上述技术方案中，所述2x1光纤耦合器的分束比为50:50～20:80。上述技术方案中，所述相位调制器A为铌酸锂波导相位调制器。上述技术方案中，所述相位调制器B为铌酸锂波导相位调制器。上述技术方案中，所述光纤光栅为窄带光纤光栅，且其反射带宽小于高频信号源A输出的高频信号f1，其反射谱覆盖高频信号f1调制下的激光一阶边带左侧或右侧。上述技术方案中，所述高频信号源A输出功率大于20dBm。上述技术方案中，所述高频信号源A输出的高频信号f1的频率比高频信号源B输出的高频信号f2的频率高，且高频信号f1的频率＞2*高频信号f2的频率。上述技术方案中，所述高速光电探测器响应带宽大于高频信号源A输出的高频信号f1。与现有技术相比，本技术的有益效果有：(1)采用来自同一个DFB激光源的激光进行拍频，避免了不同DFB激光器间频率抖动带来的影响，两路激光合束后可形成稳定的拍频信号，可以实现精细光谱的探测；(2)结合相位调制器和窄带光纤光栅实现激光波长的转换，为拍频的顺利实现奠定了基础。本技术的主要创新点在于：采用同一个DFB激光光源输出单频激光，经一个1x2光纤耦合器分为两束，其中一束通过较高频率的相位调制后进行窄带滤波，获得与DFB光源存在一定波长偏移的激光；另一束激光受到较低频率的相位调制后，形成窄带光谱展宽；随后通过另一个1x2光纤耦合器将两路激光合束，形成拍频信号，并传递到高速光电探测器，最后由高速光电探测器将光信号转换为电信号，传输到频谱分析仪进行，我们通过频谱分析仪可观察到与光谱对应的精细频谱。附图说明图1为本技术的精细光谱探测装置的工作原理示意图；图2为仿真出的高频信号f1调制下的光谱展宽及光纤光栅反射谱图；图3为仿真的高频信号f2调制下的光谱展宽图；图4为仿真的两路激光合束后探测到的拍频信号的频谱分析图；附图标记说明：1、DFB激光器；2、1x2光纤耦合器；3、2x1光纤耦合器；4、相位调制器A；5、相位调制器B；6、高频信号源A；7、高频信号源B；8、光纤环形器；9、光纤光栅；10、高速光电探测器；11、频谱分析仪。具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本技术是如何实施的。参阅图1所示，本技术提供的一种精细光谱探测装置，包含DFB激光器1、1x2光纤耦合器2、2x1光纤耦合器3、相位调制器A4、相位调制器B5、高频信号源A6、高频信号源B7、光纤环形器8、光纤光栅9、高速光电探测器10及频谱分析仪11；其中，DFB激光器1与1x2光纤耦合器2连接，1x2光纤耦合器2分别与相位调制器A4和相位调制器B5连接，相位调制器A4分别与高频信号源A6及光纤环形器8连接，相位调制器B5分别与高频信号源B7及2x1光纤耦合器3连接，光纤环形器8还分别与光纤光栅9及2x1光纤耦合器3连接，2x1光纤耦合器3还与高速光电探测器10连接，高速光电探测器10还与频谱分析仪11连接；使用时，先由DFB激光器1输出单频激光到1x2光纤耦合器2，经1x2光纤耦合器2分为两束，其中一束经过相位调制器A4，受高频信号源A6输出的高频信号f1调制后，输入到光纤环形器8的端口A，再从光纤环形器8端口B输出到光纤光栅9，经光纤光栅9反射后回到光纤环形器8端口B，最后从光纤环形器8的端口C输出到2x1光纤耦合器3；另一束经过相位调制器B5，受高频信号源B7输出的高频信号f2调制后，输出到2x1光纤耦合器3；然后通过2x1光纤耦合器3将两束激光合束后，形成拍频信号，并注入到高速光电探测器10，经高速光电探测器10将两束激光合束后的拍频光信号转换为电信号，并传输到频谱分析仪11中进行分析，最后在频谱分析仪11中即可观测到与拍频光谱所对应的频谱。具体的说，在本技术中，参阅图1所示，DFB激光器1的输出端与1x2光纤耦合器2的输入端连接，1x2光纤耦合器2的两个输出端分别与相位调制器A4和相位调制器B5的输入端连接，相位调制器A4的输出端与光纤环形器8的端口A连接，光纤环形器8的端口B与光纤光栅9连接，光纤环形器8的端口C与2x1光纤耦合器3的一个输入端连接，相位调制器B5的输出端与2x1光纤耦合器3的另一个输入端连接，2x1光纤耦合器3的输出端与高速光电探测器10的输入端连接，高速光电探测器10的输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精细光谱探测装置，其特征在于:包含DFB激光器(1)、1x2光纤耦合器(2)、2x1光纤耦合器(3)、相位调制器A(4)、相位调制器B(5)、高频信号源A(6)、高频信号源B(7)、光纤环形器(8)、光纤光栅(9)、高速光电探测器(10)及频谱分析仪(11)；所述DFB激光器(1)与所述1x2光纤耦合器(2)连接，所述1x2光纤耦合器(2)分别与所述相位调制器A(4)和相位调制器B(5)连接，所述相位调制器A(4)分别与所述高频信号源A(6)及光纤环形器(8)连接，所述相位调制器B(5)分别与所述高频信号源B(7)及2x1光纤耦合器(3)连接，所述光纤环形器(8)还分别与光纤光栅(9)及2x1光纤耦合器(3)连接，所述2x1光纤耦合器(3)还与所述高速光电探测器(10)连接，所述高速光电探测器(10)还与所述频谱分析仪(11)连接；/n使用时，先由所述DFB激光器(1)输出单频激光到1x2光纤耦合器(2)，经1x2光纤耦合器(2)分为两束，其中一束经过相位调制器A(4)，受高频信号源A(6)输出的高频信号f1调制后，输入到光纤环形器(8)的端口A，再从光纤环形器(8)端口B输出到光纤光栅(9)，经光纤光栅(9)反射后回到光纤环形器(8)端口B，最后从光纤环形器(8)的端口C输出到2x1光纤耦合器(3)；另一束经过相位调制器B(5)，受高频信号源B(7)输出的高频信号f2调制后，输出到2x1光纤耦合器(3)；然后通过2x1光纤耦合器(3)将两束激光合束后，形成拍频信号，并注入到高速光电探测器(10)，经高速光电探测器(10)将两束激光合束后的拍频光信号转换为电信号，并传输到频谱分析仪(11)中进行分析，最后在频谱分析仪(11)即可得到与拍频光谱所对应的频谱。/n...

【技术特征摘要】
1.一种精细光谱探测装置，其特征在于:包含DFB激光器(1)、1x2光纤耦合器(2)、2x1光纤耦合器(3)、相位调制器A(4)、相位调制器B(5)、高频信号源A(6)、高频信号源B(7)、光纤环形器(8)、光纤光栅(9)、高速光电探测器(10)及频谱分析仪(11)；所述DFB激光器(1)与所述1x2光纤耦合器(2)连接，所述1x2光纤耦合器(2)分别与所述相位调制器A(4)和相位调制器B(5)连接，所述相位调制器A(4)分别与所述高频信号源A(6)及光纤环形器(8)连接，所述相位调制器B(5)分别与所述高频信号源B(7)及2x1光纤耦合器(3)连接，所述光纤环形器(8)还分别与光纤光栅(9)及2x1光纤耦合器(3)连接，所述2x1光纤耦合器(3)还与所述高速光电探测器(10)连接，所述高速光电探测器(10)还与所述频谱分析仪(11)连接；
使用时，先由所述DFB激光器(1)输出单频激光到1x2光纤耦合器(2)，经1x2光纤耦合器(2)分为两束，其中一束经过相位调制器A(4)，受高频信号源A(6)输出的高频信号f1调制后，输入到光纤环形器(8)的端口A，再从光纤环形器(8)端口B输出到光纤光栅(9)，经光纤光栅(9)反射后回到光纤环形器(8)端口B，最后从光纤环形器(8)的端口C输出到2x1光纤耦合器(3)；另一束经过相位调制器B(5)，受高频信号源B(7)输出的高频信号f2调制后，输出到2x1光纤耦合器(3)；然后通过2x1光纤耦合器(3)将两束激光合束后，形成拍频信号，并注入到高速光电探测器(10)，经高速光电探测器(10)将两束激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：湛欢，汤磊，汪树兵，李震，王亦军，辛志文，
申请(专利权)人：宝宇武汉激光技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42