基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及孤子测量领域，提供一种基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置及方法，包括：第一泵浦源、有源环形谐振腔、第二单模光纤、第二偏振控制器、线性光采样系统、线性谐振腔和第二泵浦源；第一泵浦源与有源环形谐振腔的进口连接；有源环形谐振腔的出口与第二单模光纤连接；第二单模光纤与第二偏振控制器连接；第二偏振控制器与线性光采样系统的第一进口连接；线性光采样系统的第二进口与线性谐振腔的出口连接；线性谐振腔的进口与第二泵浦源连接。本发明专利技术采用全光纤结构，光束质量高，稳定性好，便于调节，维护方便，对电子器件的带宽要求不高。求不高。求不高。

【技术实现步骤摘要】
基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置及方法


[0001]本专利技术涉及孤子测量领域，尤其涉及一种基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置及方法。

技术介绍

[0002]随着近代激光技术的发展，光脉冲被压缩的越来越窄，皮秒激光、飞秒激光的问世，使超短脉冲的测量成为难题，因为电子元件响应时间的限制，测量到ns级别的孤子脉冲已经很难得。于是有了自相关仪的出现，自相关仪利用超快激光自身与自身运算，实现超短脉冲的时域测量，但自相关仪只能测量时域且只能测得脉冲脉宽，丢失了孤子脉冲的时域形状。孤子脉冲的频域信息可以通过光谱仪获得，虽然光谱仪可以测得孤子脉冲的光谱，但由于其分辨率的限制，无法提取更多细节信息。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置，包括：
[0005]第一泵浦源、有源环形谐振腔、第二单模光纤、第二偏振控制器、线性光采样系统、线性谐振腔和第二泵浦源；
[0006]第一泵浦源与有源环形谐振腔的进口连接；
[0007]有源环形谐振腔的出口与第二单模光纤连接；
[0008]第二单模光纤与第二偏振控制器连接；
[0009]第二偏振控制器与线性光采样系统的第一进口连接；
[0010]线性光采样系统的第二进口与线性谐振腔的出口连接；
[0011]线性谐振腔的进口与第二泵浦源连接。
[0012]优选的，所述有源环形谐振腔包括：第一混合器、可调谐光时延线、可饱和吸收体、第一单模光纤、第一偏振控制器和第一掺铒光纤；
[0013]第一混合器的2a进口与第一泵浦源连接，第一混合器的2d进口与可调谐光时延线的出口连接，可调谐光时延线的进口与可饱和吸收体的出口连接，可饱和吸收体的进口与第一单模光纤的出口连接，第一单模光纤的进口与第一偏振控制器的一端连接，第一偏振控制器的另一端与第一掺铒光纤的出口连接，第一掺铒光纤的进口与第一混合器的2c出口连接；
[0014]第一混合器的2b出口与第二单模光纤的进口连接。
[0015]优选的，所述第一泵浦源用于产生光能量，光能量由第一混合器的2c出口射出，在有源环形谐振腔内逆时针运动，光能量经反复振荡后生成待测孤子脉冲，待测孤子脉冲由第一混合器的2d进口射入第一混合器中，再通过第一混合器的2b出口将待测孤子脉冲射入
第二单模光纤中。
[0016]优选的，所述线性光采样系统包括：90
°
混频器、第一平衡探测器、第二平衡探测器和数据处理PC端；
[0017]第二偏振控制器的出口与90
°
混频器的17a进口连接，90
°
混频器的18a出口和18b出口与第一平衡探测器的进口连接，90
°
混频器的19a出口和19b出口与第二平衡探测器的进口连接，第一平衡探测器的18c出口与数据处理PC端的第一进口连接，第二平衡探测器的19c出口与数据处理PC端第二进口连接。
[0018]优选的，所述线性光采样系统接收来自有源环形谐振腔的待测孤子脉冲和线性谐振腔的脉冲采样源。
[0019]优选的，所述线性谐振腔包括：光耦合器、半导体可饱和吸收镜、第二掺铒光纤、涂膜斜/平口连接器、第二混合器和第三掺铒光纤；
[0020]第二泵浦源与光耦合器的9a进口连接，光耦合器的9b出口与半导体可饱和吸收镜的进口连接，半导体可饱和吸收镜的出口与第二掺铒光纤的进口连接，第二掺铒光纤的出口与涂膜斜/平口连接器的进口连接，涂膜斜/平口连接器的出口与第二混合器的13b进口连接，第二混合器的13a进口与光耦合器的9c出口连接，第二混合器的13c出口与第三掺铒光纤进口连接，第三掺铒光纤的出口与90
°
混频器的进口17b连接。
[0021]优选的，第二泵浦源用于产生光能量，光能量由光耦合器的9b出口射出，经过半导体可饱和吸收镜、第二掺铒光纤和涂膜斜/平口连接器形成第一线性路线射入第二混合器；
[0022]光能量由光耦合器的9c出口射出，形成第二线性路线射入第二混合器；
[0023]在第二混合器中通过第二线性路线光能量将第一线性路线光能量放大，由第二混合器的13c出口射出，经过第三掺铒光纤再次放大后生成脉冲采样源，将脉冲采样源射入90
°
混频器。
[0024]一种基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征方法，基于上述的基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置实现，包括：
[0025]S1：启动第一泵浦源和第二泵浦源；
[0026]由第一泵浦源产生光能量，光能量在有源环形谐振腔内逆时针运动，反复振荡后生成待测孤子脉冲，待测孤子脉冲经过第一混合器输出，经过第二单模光纤与第二偏振控制器的传递后将待测孤子脉冲持续输入线性光采样系统；
[0027]由第二泵浦源产生光能量，将光能量分别经过第一线性路线和第二线性路线输入第二混合器，在第二混合器中通过第二线性路线光能量将第一线性路线光能量放大，由第二混合器的13c出口射出，经过第三掺铒光纤再次放大后生成脉冲采样源，将脉冲采样源持续输入线性光采样系统；
[0028]S2：脉冲采样源和待测孤子脉冲在90
°
混频器中发生相干混频，生成第一光信号和第二光信号，第一光信号通过第一平衡探测器生成第一脉冲电信号，第二光信号通过第二平衡探测器生成第二脉冲电信号，将第一脉冲电信号和第二脉冲电信号输入数据处理PC端；
[0029]S3：数据处理PC端对第一脉冲电信号进行数据还原，获得第一脉冲还原数据，数据处理PC端对第二脉冲电信号进行数据还原，获得第二脉冲还原数据；将第一脉冲还原数据和第二脉冲还原数据进行叠加处理，获得待测孤子脉冲的全场信息，通过全场信息分析待
测孤子脉冲的时域和频域情况。
[0030]本专利技术具有以下有益效果：
[0031]1、本装置采用全光纤结构，光束质量高，稳定性好，便于调节，维护方便；
[0032]2、本专利技术通过本振光脉冲采样源的引入，在光域对待测孤子脉冲采样，对电子器件的带宽要求不高；
[0033]3、本专利技术通过线性光采样系统的引入，实现了孤子脉冲时频域测量，获得待测孤子脉冲的全场信息。
附图说明
[0034]图1为本专利技术装置结构图；
[0035]图2为待测孤子脉冲的光谱图；
[0036]图3为线性光采样系统测量的孤子脉冲光谱图；
[0037]图4为待测孤子脉冲与测得的孤子脉冲的光谱对比图；
[0038]图5为经线性光采样系统恢复的孤子脉冲的时域波形图；
[0039]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0040]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0041]参照图1，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置，其特征在于，包括：第一泵浦源(1)、有源环形谐振腔、第二单模光纤(15)、第二偏振控制器(16)、线性光采样系统、线性谐振腔和第二泵浦源(8)；第一泵浦源(1)与有源环形谐振腔的进口连接；有源环形谐振腔的出口与第二单模光纤(15)连接；第二单模光纤(15)与第二偏振控制器(16)连接；第二偏振控制器(16)与线性光采样系统的第一进口连接；线性光采样系统的第二进口与线性谐振腔的出口连接；线性谐振腔的进口与第二泵浦源(8)连接。2.根据权利要求1所述的基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置，其特征在于，所述有源环形谐振腔包括：第一混合器(2)、可调谐光时延线(3)、可饱和吸收体(4)、第一单模光纤(5)、第一偏振控制器(6)和第一掺铒光纤(7)；第一混合器(2)的2a进口与第一泵浦源(1)连接，第一混合器(2)的2d进口与可调谐光时延线(3)的出口连接，可调谐光时延线(3)的进口与可饱和吸收体(4)的出口连接，可饱和吸收体(4)的进口与第一单模光纤(5)的出口连接，第一单模光纤(5)的进口与第一偏振控制器(6)的一端连接，第一偏振控制器(6)的另一端与第一掺铒光纤(7)的出口连接，第一掺铒光纤(7)的进口与第一混合器(2)的2c出口连接；第一混合器(2)的2b出口与第二单模光纤(15)的进口连接。3.根据权利要求2所述的基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置，其特征在于，所述第一泵浦源(1)用于产生光能量，光能量由第一混合器(2)的2c出口射出，在有源环形谐振腔内逆时针运动，光能量经反复振荡后生成待测孤子脉冲，待测孤子脉冲由第一混合器(2)的2d进口射入第一混合器(2)中，再通过第一混合器(2)的2b出口将待测孤子脉冲射入第二单模光纤(15)中。4.根据权利要求1所述的基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置，其特征在于，所述线性光采样系统包括：90
°
混频器(17)、第一平衡探测器(18)、第二平衡探测器(19)和数据处理PC端(20)；第二偏振控制器(16)的出口与90
°
混频器(17)的17a进口连接，90
°
混频器(17)的18a出口和18b出口与第一平衡探测器(18)的进口连接，90
°
混频器(17)的19a出口和19b出口与第二平衡探测器(19)的进口连接，第一平衡探测器(18)的18c出口与数据处理PC端(20)的第一进口连接，第二平衡探测器(19)的19c出口与数据处理PC端(20)第二进口连接。5.根据权利要求4所述的基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置，其特征在于，所述线性光采样系统接收来自有源环形谐振腔的待测孤子脉冲和线性谐振腔的脉冲采样源。6.根据权利要求1所述的基于线性光采样的孤子脉冲测量与表征装置，其特征在于，所述线性谐振腔包括：光耦合器(9)、半导体可饱和吸收镜(10)、第二掺铒光纤(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志超，李静雯，黄田野，潘建行，徐朝玉，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：