【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学测量与传感，尤其是涉及一种强度调制编码激光发生装置。
技术介绍
1、在光学测量与传感
，传导介质实际存在的非均匀性导致光传输过程中产生持续损耗，使得传输光的强度在传输过程中逐渐减弱而无法得到有效探测。光放大器作为一种能够增强光信号强度的设备，能够保障光信号在一定传输距离内具备较高的信号强度，甚至在一定程度上缓解了激光器输出功率的压力。
2、脉冲编码技术是保持脉冲峰值功率下，提高传感系统信噪比的有效方案。该技术的核心思想是向光纤注入由强度调制的码字“1”和“0”来组成编码序列，将探测到的信号经过归一化处理后，再根据对应的解码方案进行恢复单脉冲响应。该技术物理上表征编码响应是一系列单脉冲响应的延时叠加，其能够在不改变空间分辨率和总探测时间的前提下实现信噪比的提升。为了引入更小的噪声，并且消除额外旁瓣对单脉冲响应的影响，光学测量与传感
所运用的编码序列的自相关函数通常为理想的“δ”函数，例如：非周期性的双极性互补golay码，simplex码以及周期性的cyclic码等，这就对码字的正交性提出了要求。
3、在光放大器对编码激光进行功率放大的过程中，其对于不同时刻的激光，所表现出来的放大能力是不一致的，该状态被称为“瞬态效应”。当输入光为强度调制编码激光时，即编码激光中存在很多不规则分布的区域，例如常规的“0”区域和“1”区域。如果首先考虑“1”区域，由于此刻存在输入信号，光放大器开始消耗泵浦粒子对信号进行放大，然而消耗的泵浦粒子数超过自身恢复的泵浦粒子数，光放大器的放大能力将会减弱
4、综上，由于编码激光存在交替、无规则的“工作期”和“空闲期”，导致光放大器对每个码字的放大效果不一，导致编码激光码字的正交性遭到破坏，最终造成编码的解码错误。
5、目前，由光放大器瞬态效应所导致编码激光码字正交性破坏而无法正确解调的问题普遍存在，其极大限制了编码激光的有效应用。若考虑将连续激光先进行放大，然后采用光调制器等设备来产生编码激光。虽然能在一定程度上抑制瞬态效应，但是对光放大器的增益和编码激光产生设备的入射光阈值提出了更严苛的要求；若考虑用另外一个波段的连续光和产生的码字同时入射光放大器，并且借助额外的滤波器来将放大后的码字从连续光中进行剥离，以期望连续光消耗瞬态效应前端增益骤变区，让码字在后端平坦区进行调制。此方案亦可缓解瞬态效应，但是极大的增加了系统的硬件复杂性。
6、考虑到当前实际需求，在探测器灵敏度、系统带宽及峰值探测功率达到上限的情况下，编码技术是进一步提升探测信噪比的主要技术途径。因此，高质量的编码光源是实现光学测量与传感系统的性能突破的重要技术手段。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种强度调制编码激光发生装置，该装置利用补偿信号发生电路，实时监测功率放大后的强度调制编码激光的畸变状态，能够在任意编码码型下，对各种机制光放大器引入的畸变进行有效补偿,输出同时具备高功率与无畸变的强度调制编码激光，可作为高性能光学测量与传感系统中的激光信号源。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术给出了一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，包括连续激光器、第一光强度调制器、编码信号发生电路、光放大器、补偿信号发生电路和第二光强度调制器；
4、所述连续激光器产生的激光入射到所述第一光强度调制器的输入端；
5、所述编码信号发生电路产生编码射频信号驱动所述第一光强度调制器；
6、所述第一光强度调制器产生强度调制编码激光并将其入射至所述光放大器的输入端；
7、所述光放大器对强度调制编码激光进行功率放大并引入畸变，而功率放大后的强度调制编码激光进入所述第二光强度调制器；
8、所述补偿信号发生电路根据功率放大后的强度调制编码激光，产生相应的补偿信号，驱动第二光强度调制器；
9、所述第二光强度调制器输出无畸变的强度调制编码激光。
10、优选地，所述连续激光器为半导体激光器。
11、优选地，所述第一光强度调制器与第二光强度调制器型号相同。
12、优选地，所述第一光强度调制器为光纤声光调制器。
13、优选地，所述编码信号发生电路为波形发生器，所述波形发生器产生的编码序列波形作为射频信号控制第一光强度调制器产生强度调制编码激光。
14、优选地，所述波形发生器产生的编码序列波形作为射频信号控制第一光强度调制器产生强度调制编码激光，具体为：
15、波形发生器产生一个频率与第一光强度调制器移频频率一致的正弦信号；
16、对正弦信号进行编码幅值调制，产生强度调制编码激光。
17、优选地，所述补偿信号发生电路包括光电探测器、采集模块和信号发生模块，具体为：
18、通过光纤耦合器将光放大器输出的含畸变的强度调制编码激光按设定分光比分光成两部分，分别与光电探测器和第二光强度调制器连接；
19、光电探测器对存在畸变的强度调制编码激光进行接收并转化为电信号输送至采集模块；
20、采集模块对存在畸变的强度调制编码激光进行数据处理分析，并且根据捕捉到的实时状态与预设的脉冲编码信号进行差分运算获得补偿信号，然后对补偿信号进行权重分配后输入信号发生模块；
21、信号发生模块选择与编码信号发生电路相同的波形发生器，并且由其产生时变补偿信号以驱动第二光强度调制器。
22、优选地，所述根据捕捉到的实时状态与预设的脉冲编码信号计算获得补偿信号，具体为：根据捕捉到的实时状态与预设的脉冲编码信号进行差分运算获得补偿信号。
23、优选地，所述光纤耦合器的分光比为1：99，其中输出的百分之一光强接入光电探测器。
24、优选地，所述光放大器为光纤脉冲掺铒光纤放大器，其增益系数由驱动电流进行调整。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
26、1)本专利技术利用补偿信号发生电路，实时监测功率放大后的强度调制编码激光的畸变状态，能够在任意编码码型下，对各种机制光放大器引入的畸变进行有效补偿,输出同时具备高功率与无畸变的强度调制编码激光，可作为高性能光学测量与传感系统中的激光信号源。
27、2)在不影响编码激光产生的基础上，对存在畸变的码字进行后端补偿，该补偿方案与产生编码激光过程相互独立，互不影响。
28、3)本专利技术通过补偿信号发生电路可对功率放大后的强度调制编码激光实时进行监测，确保了补偿波形的准确性。
29、4)本专利技术借助补偿信号发生电路产生补偿信号来驱动第二光强度调制器，可实现单次完美补偿，并且可根据自身需求，进行多次细节调整。
30、5)本专利技术的强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，包括连续激光器、第一光强度调制器、编码信号发生电路、光放大器、补偿信号发生电路和第二光强度调制器；
2.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述连续激光器为半导体激光器。
3.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述第一光强度调制器与第二光强度调制器型号相同。
4.根据权利要求3所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述第一光强度调制器为光纤声光调制器。
5.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述编码信号发生电路为波形发生器，所述波形发生器产生的编码序列波形作为射频信号控制第一光强度调制器产生强度调制编码激光。
6.根据权利要求5所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述波形发生器产生的编码序列波形作为射频信号控制第一光强度调制器产生强度调制编码激光，具体为：
7.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述补偿信号发生电路包括光电探测器、采集
8.根据权利要求7所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述根据捕捉到的实时状态与预设的脉冲编码信号计算获得补偿信号，具体为：根据捕捉到的实时状态与预设的脉冲编码信号进行差分运算获得补偿信号。
9.根据权利要求7所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述光纤耦合器的分光比为1：99，其中输出的百分之一光强接入光电探测器。
10.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述光放大器为光纤脉冲掺铒光纤放大器，其增益系数由驱动电流进行调整。
...【技术特征摘要】
1.一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，包括连续激光器、第一光强度调制器、编码信号发生电路、光放大器、补偿信号发生电路和第二光强度调制器；
2.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述连续激光器为半导体激光器。
3.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述第一光强度调制器与第二光强度调制器型号相同。
4.根据权利要求3所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述第一光强度调制器为光纤声光调制器。
5.根据权利要求1所述的一种强度调制编码激光发生装置，其特征在于，所述编码信号发生电路为波形发生器，所述波形发生器产生的编码序列波形作为射频信号控制第一光强度调制器产生强度调制编码激光。
6.根据权利要求5所述的一种强度调制编码激光发生装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洋，陈嘉庚，李汉钊，何祖源，刘庆文，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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