一种多波长光信号发生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多波长光信号发生装置及方法，多波长光信号发生装置包括DFB激光器、第一光纤耦合器、乙炔气室、第二光纤耦合器、宽谱光源、第一光电探测器、可调谐F

【技术实现步骤摘要】
一种多波长光信号发生装置及方法


[0001]本专利技术属于光纤光栅传感
，具体涉及一种多波长光信号发生装置及方法。

技术介绍

[0002]在光纤光栅传感技术应用的过程中，光波长数据的准确性大大限制了传感技术的发展，对于同一支光纤光栅传感器，在每次测量处于相同测量环境下时，不同种类的光谱数据采集解调器或者多台相同种类的光谱数据采集解调器输出的光波长值会出现不同的偏差，这就需要有一种稳定的多波长光信号发生装置及方法，可以校准和修正不同仪器得到的数值误差，提高测试中光波长的数据精度。专利文献CN103066483A公开了一种用于产生多波长多脉冲光纤激光信号的激光器，CN106160872A公开了一种可调的多波长光模块及多波长激光信号的产生方法，但均存在无法校准和修正输出的光波长数值偏差的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种多波长光信号发生装置及方法，能够提高光纤光栅传感测试中光波长的数据精度。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的一个方面提供一种多波长光信号发生装置，包括DFB激光器、第一光纤耦合器、乙炔气室、第二光纤耦合器、宽谱光源、第一光电探测器、可调谐F
‑
P腔、第三光纤耦合器、光放大器、双谱线锁定标定控制模块以及第二光电探测器，所述DFB激光器输出的光信号经过所述第一光纤耦合器，一路进入所述乙炔气室，另一路进入所述第二光纤耦合器，所述乙炔气室输出的光信号经过所述第一光电探测器转换为电信号后进入所述双谱线锁定标定控制模块，所述宽谱光源输出的光信号与所述第一光纤耦合器输出的光信号经过所述第二光纤耦合器耦合后进入所述可调谐F
‑
P腔，所述可调谐F
‑
P腔输出的光信号经过所述第三光纤耦合器和所述第二光电探测器后进入所述双谱线锁定标定控制模块，所述双谱线锁定标定控制模块利用所述乙炔气室的吸收谱序列中的两条乙炔谱线，对所述可调谐F
‑
P腔进行波长锁定与标定的反馈控制，经过反馈控制的所述可调谐F
‑
P腔输出多个波长的光信号并由所述第三光纤耦合器经过所述光放大器输出。
[0005]优选地，所述双谱线锁定标定控制模块包括选择单元、锁定单元和标定单元，所述选择单元从所述乙炔气室的吸收谱序列中选择第一谱线和第二谱线作为所述两条乙炔谱线；所述锁定单元利用所述第一谱线锁定所述可调谐F
‑
P腔；所述标定单元利用所述第二谱线标定出已锁定的所述可调谐F
‑
P腔的自由光谱区。
[0006]优选地，所述锁定单元构成为通过微调所述可调谐F
‑
P腔的腔长，使所述可调谐F
‑
P腔的一个透过峰与所述第一谱线严格重合，从而锁定所述可调谐F
‑
P腔。
[0007]优选地，所述锁定单元构成为对所述DFB激光器进行反馈控制，通过对设置于所述DFB激光器内的压电陶瓷进行控制来微调所述可调谐F
‑
P腔的腔长。
[0008]优选地，所述标定单元构成为通过测量距所述第二谱线最近的可调谐F
‑
P腔的一
个透过峰与所述第二谱线之间的频差，确定所述第一谱线对应的可调谐F
‑
P腔透过峰的级次，标定出已锁定的可调谐F
‑
P腔的自由光谱区。
[0009]本专利技术的另一个方面提供一种多波长光信号发生方法，利用上述的多波长光信号发生装置产生多波长光信号。
[0010]优选地，所述方法包括以下步骤：选择步骤，从所述乙炔气室的吸收谱序列中选择第一谱线和第二谱线作为所述两条乙炔谱线；锁定步骤，利用所述第一谱线锁定所述可调谐F
‑
P腔；标定步骤，利用所述第二谱线标定出已锁定的所述可调谐F
‑
P腔的自由光谱区。
[0011]优选地，在所述锁定步骤中，通过微调所述可调谐F
‑
P腔的腔长，使可调谐F
‑
P腔的一个透过峰与所述第一谱线严格重合，从而锁定所述可调谐F
‑
P腔。
[0012]优选地，在所述锁定步骤中，对所述DFB激光器进行反馈控制，通过对设置于所述DFB激光器内的压电陶瓷进行控制来微调所述可调谐F
‑
P腔的腔长。
[0013]优选地，在所述标定步骤中，通过测量距所述第二谱线最近的可调谐F
‑
P腔的一个透过峰与所述第二谱线之间的频差，确定所述第一谱线对应的可调谐F
‑
P腔透过峰的级次，标定出已锁定的可调谐F
‑
P腔的自由光谱区。
[0014]本专利技术的多波长光信号发生装置及方法能够直接输出校准后的光波长，提高光纤光栅传感测试中光波长的数据精度。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种实施方式的多波长光信号发生装置的框图。
[0016]图2为本专利技术一种实施方式的双谱线锁定标定控制模块的框图。
[0017]图3为本专利技术一种实施方式的双乙炔谱线锁定与标定可调谐F
‑
P腔的原理图。
[0018]图4为本专利技术一种实施方式的多波长光信号发生装置的输出光谱。
具体实施方式
[0019]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0020]本专利技术的专利技术人发现，乙炔气体分子具有稳定、无毒、无腐蚀性、易于填充、没有固有电矩、吸收系数大等优点，而且乙炔气体与光纤光栅传感技术所使用的1.5μm波段的光频率配合具有很好的吸收谱线，非常适合作为光纤光栅传感测量中标准光波长的输出信号，因此本专利技术的实施方式提供一种基于双乙炔谱线的多波长光信号发生装置及方法，既可以作为光纤传感测试中光波长校准的波长溯源基准，也可以作为光纤传感数据采集解调器的自校准波长，使得光纤传感数据采集解调器可以直接输出校准后的光波长，提高数据解调精度。
[0021]本专利技术的一个实施方式提供一种多波长光信号发生装置。图1为本专利技术一种实施方式的多波长光信号发生装置的框图。如图1所示，本专利技术实施方式的多波长光信号发生装置包括DFB激光器（Distributed Feedback Laser,分布式反馈激光器）101、第一光纤耦合器102、乙炔气室103、第二光纤耦合器104、宽谱光源105、第一光电探测器106、可调谐F
‑
P腔
（法布里
‑
珀罗谐振腔，Fabry
–
P
é
rot cavity）107、第三光纤耦合器108、光放大器109、双谱线锁定标定控制模块110、第二光电探测器111。
[0022]按照连接关系，DFB激光器101连接第一光纤耦合器102，第一光纤耦合器102分两路分别连接乙炔气室103和第二光纤耦合器104，乙炔气室103、第一光电探测器106、双谱线锁定标定控制模块110依次连接，宽谱光源10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波长光信号发生装置，其特征在于，包括DFB激光器、第一光纤耦合器、乙炔气室、第二光纤耦合器、宽谱光源、第一光电探测器、可调谐F
‑
P腔、第三光纤耦合器、光放大器、双谱线锁定标定控制模块以及第二光电探测器，所述DFB激光器输出的光信号经过所述第一光纤耦合器，一路进入所述乙炔气室，另一路进入所述第二光纤耦合器，所述乙炔气室输出的光信号经过所述第一光电探测器转换为电信号后进入所述双谱线锁定标定控制模块，所述宽谱光源输出的光信号与所述第一光纤耦合器输出的光信号经过所述第二光纤耦合器耦合后进入所述可调谐F
‑
P腔，所述可调谐F
‑
P腔输出的光信号经过所述第三光纤耦合器和所述第二光电探测器后进入所述双谱线锁定标定控制模块，所述双谱线锁定标定控制模块利用所述乙炔气室的吸收谱序列中的两条乙炔谱线，对所述可调谐F
‑
P腔进行波长锁定与标定的反馈控制，经过反馈控制的所述可调谐F
‑
P腔输出多个波长的光信号并由所述第三光纤耦合器经过所述光放大器输出。2.如权利要求1所述的多波长光信号发生装置，其特征在于，所述双谱线锁定标定控制模块包括选择单元、锁定单元和标定单元，所述选择单元从所述乙炔气室的吸收谱序列中选择第一谱线和第二谱线作为所述两条乙炔谱线；所述锁定单元利用所述第一谱线锁定所述可调谐F
‑
P腔；所述标定单元利用所述第二谱线标定出已锁定的所述可调谐F
‑
P腔的自由光谱区。3.如权利要求2所述的多波长光信号发生装置，其特征在于，所述锁定单元构成为通过微调所述可调谐F
‑
P腔的腔长，使所述可调谐F
‑
P腔的一个透过峰与所述第一谱线严格重合，从而锁定所述可调谐F
‑
P腔。4.如权利要求3所述的多波长光信号发生装置，其特征在于，所述锁定单元构成为对所述DFB激光器进行反馈控制，通过对设置于所述DFB激光器内的压电陶瓷进行控制来...

【专利技术属性】
技术研发人员：申雅峰，江琴，张爽爽，王莉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：