基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源制造技术

本申请公开了一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，包括：驱动信号输入模块与激光器的一个输入端连接，用于生成预失真后的电流信号，并将其输入至激光器；激光器用于受电流信号驱动发出扫频光信号；延时模块用于对扫频光信号施加延时；光移频模块的输入端与激光器的输出端连接，用于对扫频光信号进行光移频；光移频模块的输出端与激光器的另一个输入端连接，以将扫频光信号注回激光器，实现激光器自注入锁定。本申请的实施例利用移频自注入锁定结构，可以有效压窄激光器的线宽、提升DFB激光器的扫频线性度，结构简单，有潜力实现小型化、集成化。由此，解决了相关技术中扫频光源系统复杂度和成本较高，且扫频范围有限的问题。有限的问题。有限的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源


[0001]本申请涉及信号处理
，特别涉及一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源。

技术介绍

[0002]具有窄线宽的扫频光源在激光雷达、光频域反射仪等光测距和成像系统中有着广泛应用。扫频光源的线宽、扫频带宽、扫频线性度共同决定了光测距和成像系统的测量分辨率和测量距离。利用一个线性调频微波信号调制窄线宽的激光器是最常用的产生高性能扫频光源的方法，但是由于电信号发生器的带宽有限，产生的扫频光源的带宽通常不超过10GHz。
[0003]为了扩展产生扫频光源的扫频带宽，相关技术中提出利用一个分布式反馈激光器注入锁定基带信号调制生成的高阶边带。通过注入锁定，目标阶次的光边带被放大，而其他阶次的光边带被抑制，从而得到带宽数倍于基带微波信号的扫频光源。但是在这个系统中，同样需要窄线宽激光器、微波信号合成器、放大器等，系统的复杂度和成本较高；相关技术中还提出利用光电锁相环的方式对DFB激光器的扫频的线性度进行优化，但是由于锁相环带宽有限，造成DFB激光器残余扫频非线性和频率噪声较大；相关技术中还提出将DFB激光器输出经过高Q值外腔之后自注入锁定，通过热调谐外腔的谐振频点，实现DFB激光器的扫频输出。通过多次预失真迭代，成功优化了扫频光源的线性度。但是由于外腔谐振频点的热调谐范围有限，此方案生成的扫频范围不超过10GHz。
[0004]因此如何通过简单结构生成同时具有大带宽、高线性度、窄线宽的扫频光源仍是一个亟待解决的难点。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，以解决相关技术中扫频光源系统复杂度和成本较高，且扫频范围有限的问题。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，包括：驱动信号输入模块、激光器、至少一个延时模块、至少一个光移频模块；
[0007]所述驱动信号输入模块与所述激光器的一个输入端连接，用于生成预失真后的电流信号，并将所述电流信号输入至所述激光器；
[0008]所述激光器用于受所述电流信号驱动发出扫频光信号；
[0009]所述延时模块用于对所述扫频光信号施加延时；
[0010]所述光移频模块的输入端与所述激光器的输出端连接，用于对所述扫频光信号进行光移频；
[0011]所述光移频模块的输出端与所述激光器的另一个输入端连接，以将所述扫频光信号注回所述激光器，实现激光器自注入锁定。
[0012]根据本申请的一个实施例，还包括：与所述激光器连接的激光器驱动器，用于驱动
所述激光器。
[0013]根据本申请的一个实施例，所述延时模块的延时大小根据所述扫频光信号传播的光纤长度进行调整。
[0014]根据本申请的一个实施例，所述驱动信号输入模块为函数信号发生器。
[0015]根据本申请的一个实施例，所述电流信号包括三角型或斜坡式的电流信号。
[0016]根据本申请的一个实施例，所述光移频模块的数目为两个，所述扫频光源还包括：至少两个耦合器，用于将所述扫频光信号分为两路扫频光信号和将所述两路扫频光信号合为一路扫频光信号。
[0017]根据本申请的一个实施例，还包括：与所述光移频模块输出端连接的偏振控制器，用于调整所述扫频光信号的偏振方向。
[0018]根据本申请的一个实施例，还包括：光纤放大器，用于对注回所述激光器的扫频光信号进行放大。
[0019]根据本申请的一个实施例，所述激光器自由运转状态下的输出频率与理想线性扫频的频率误差小于等于所述激光器注入锁定的范围。
[0020]根据本申请的一个实施例，每一路的所述光移频模块的频移量与所述延时模块的延时之比等于所述激光器输出的扫频斜率。
[0021]本申请实施例的基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，利用移频自注入锁定结构，可以有效压窄激光器的线宽、提升激光器的扫频线性度。此系统结构简单，有潜力实现小型化、集成化，可以应用于车载激光雷达、光纤故障检测等系统中。由此，解决了相关技术中扫频光源系统复杂度和成本较高，且扫频范围有限的问题。
[0022]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0023]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0024]图1为根据本申请实施例提供的一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源结构示意图；
[0025]图2为根据本申请实施例提供的另一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源结构示意图；
[0026]图3为根据本申请实施例提供的一种具体地基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源结构示意图；
[0027]图4为根据本申请实施例提供的扫频光源光谱图；
[0028]图5为根据本申请实施例提供的扫频光源频率误差曲线示意图；
[0029]图6为根据本申请实施例提供的边模抑制结果图；
[0030]图7为根据本申请实施例提供的基于扫频光源的OFDR系统测距结果示意图。
具体实施方式
[0031]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0032]下面参考附图描述本申请实施例的基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源。针对上述
技术介绍
中心提到的扫频光源系统复杂度和成本较高，且扫频范围有限的问题的问题，本申请提供了一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，在扫频光源中，激光器受电流信号驱动发出扫频光信号，对扫频光信号进行光移频和施加时延后注回激光器，实现激光器自注入锁定。本申请的实施例利用移频自注入锁定结构，可以有效压窄激光器的线宽、提升DFB激光器的扫频线性度，结构简单，有潜力实现小型化、集成化。由此，解决了相关技术中扫频光源系统复杂度和成本较高，且扫频范围有限的问题。
[0033]具体而言，图1为根据本申请实施例提供的一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源结构示意图。
[0034]如图1所示，该基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源10包括：驱动信号输入模块100、激光器200、至少一个延时模块300、至少一个光移频模块400。
[0035]驱动信号输入模块100与激光器200的一个输入端连接，用于生成预失真后的电流信号，并将电流信号输入至激光器200。
[0036]作为一种具体实施方式，申请实施例的驱动信号输入模块可以为函数信号发生器。
[0037]在本申请的一个实施例中，电流信号包括三角型或斜坡式的电流信号。
[0038]可以理解的是，在电流信号输入激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，其特征在于，包括：驱动信号输入模块、激光器、至少一个延时模块、至少一个光移频模块；所述驱动信号输入模块与所述激光器的一个输入端连接，用于生成预失真后的电流信号，并将所述电流信号输入至所述激光器；所述激光器用于受所述电流信号驱动发出扫频光信号；所述延时模块用于对所述扫频光信号施加延时；所述光移频模块的输入端与所述激光器的输出端连接，用于对所述扫频光信号进行光移频；所述光移频模块的输出端与所述激光器的另一个输入端连接，以将所述扫频光信号注回所述激光器，实现激光器自注入锁定。2.根据权利要求1所述的基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，其特征在于，还包括：与所述激光器连接的激光器驱动器，用于驱动所述激光器。3.根据权利要求1所述的基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，其特征在于，所述延时模块的延时大小根据所述扫频光信号传播的光纤长度进行调整。4.根据权利要求1所述的基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽的扫频光源，其特征在于，所述驱动信号输入模块为函数信号发生器。5.根据权利要求1或4所述的基于移频自注入锁定的高线性度窄线宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳钉，薛晓晓，李尚远，郑小平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：