【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试系统及方法，属于光纤通信。
技术介绍
1、连续波单频光纤激光器在相干光通信、相干激光雷达、高精度光纤传感等领域有着十分重要的地位，目前主要包含1.0μm波段的掺镱光纤激光器、1.5μm波段的掺铒光纤激光器、2.0μm波段的掺铥光纤激光器，总体波长覆盖范围为0.8μm～2.4μm。单频激光器线宽参数是衡量激光器性能和影响其应用特性的最重要指标之一，窄线宽特性意味着其具有良好的单色性和相干性。随着光纤通信网络密集波分复用系统的发展，1.55μm波段单频光纤激光器因其线宽窄且与通信系统兼容，以及在密集波分复用系统进一步扩容上的应用前景受到人们的重视，对其线宽量级也提出了很高的要求，单通道1.6tb/s的相干光通信系统要求激光器线宽小于5khz。对于目前发展迅速的相干探测分布式光纤传感系统，探测距离在100km以上时，激光器光纤的线宽需小于1khz，且随着探测距离的不断扩大，所需激光器的线宽将成比例减小。2μm波段激光处于低损耗大气光传输窗口附近2μm～2.4μm，在大气传输、自由空间光通信等方面应用广泛，由于激光线宽决定了可调制的信号速率，输出光功率和光谱的波动会引起接收端幅度噪声的累积，导致接收端误码率的恶化，因其对于激光线宽的准确评价和测量至关重要。研究提高激光器输出光功率和光谱的稳定性等因素，必须能够对激光输出线宽的动态特性进行准确表征，这也对线宽测量系统的分辨率、精度、测量速度有较高要求。
2、传统光谱测量方法存在测量速度、光谱范围和分辨率相互制约的问题，使用高分
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试系统及方法。
2、一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试系统，待测激光器与1×4第三光开关连接，1×4第三光开关的另一端分别与迈克尔逊干涉仪、第一隔离器、第二隔离器及第三隔离器连接，氦氖激光器与迈克尔逊干涉仪连接，第一隔离器与1.0μm 3×3第一保偏耦合器连接，1.0μm 3×3第一保偏耦合器的另一端与50m第一单模光纤、第二平面反射镜连接，50m第一单模光纤与第一平面反射镜连接，第二隔离器与1.5μm 3×3第二保偏耦合器连接，1.5μm 3×3第二保偏耦合器的另一端与50m第二单模光纤、第四平面反射镜连接，50m第二单模光纤与第三平面反射镜连接，第三隔离器与2.0μm 3×3第三保偏耦合器连接，2.0μm3×3第三保偏耦合器的另一端与50m第三单模光纤、第六平面反射镜连接，50m第三单模光纤与第五平面反射镜连接，1×4第一光开关、1×4第二光开关、数据采集卡以及信号处理模块、氦氖激光器及迈克尔逊干涉仪分别与计算机控制系统，迈克尔逊干涉仪分别与第一光电探测器、第二光电探测器连接，第一光电探测器的另一端、第二光电探测器的另一端分别与数据采集卡以及信号处理模块连接，1×4第二光开关分别与2.0μm 3×3第三保偏耦合器、1.5μm 3×3第二保偏耦合器、及1.0μm 3×3第一保偏耦合器连接，1×4第一光开关分别与2.0μm 3×3第三保偏耦合器、1.5μm 3×3第二保偏耦合器及1.0μm 3×3第一保偏耦合器连接，1×4第一光开关与第三光电探测器连接，第三光电探测器的另一端与数据采集卡以及信号处理模块连接。
3、一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试方法，含有以下步骤:使用氦氖激光器和迈克尔逊干涉仪构成波长测量装置，第一光电探测器、第二光电探测器将光信号转换成电信号传递给数据采集卡以及信号处理模块，处理后传输至计算机控制系统，控制系统根据计算所得的波长值控制第一光开关、第二光开关，经过1.0μm、1.5μm、2.0μm线宽测量装置的干涉光信号经过第一光开关、第二光开关，传递光信号给第三光电探测器、第四光电探测器，经过光电转换的电信号传输至信号采集卡以及信号处理模块，被计算机控制系统接收，计算得出线宽值。
4、待测激光通过1×4第三光开关分成四路，其中一路光进入基于迈克尔逊干涉仪的波长测量系统，另外三路光分别通过第一隔离器、第二隔离器、第三隔离器进入1.0μm、1.5μm、2.0μm的线宽测量系统。
5、计算机控制系统反馈给输出端的第一光开关、第二光开关发出控制指令，经过线宽测量装置的某两路光信号传递给第三光电探测器、第四光电探测器，进而进行数据处理，获得线宽值。
6、本专利技术的优点是:主要解决的技术问题是受限于光栅分光测波长无法同时兼顾宽波段和高精度，以及2μm波段采用传统的延时自外差法测量线宽会在数十公里的延迟线处产生较高损耗等问题，采用基于迈克尔逊干涉仪的波长测量装置，使用探测范围为0.8μm～2.4μm的光电探测器进行信号测量，能够实现宽波段高精度波长测量。采用3×3保偏耦合器搭建基于非平衡迈克尔逊干涉仪的线宽测量系统，缩短了延时光纤长度，同时能够对khz量级的激光线宽进行测量，单次线宽测量时间为5s。系统中集成了不同波段的线宽测试装置，能够实现对1.0μm，1.5μm，2.0μm光纤激光器线宽值的精确测量。
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1.一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试系统，其特征在于，待测激光器与1×4第三光开关连接，1×4第三光开关的另一端分别与迈克尔逊干涉仪、第一隔离器、第二隔离器及第三隔离器连接，氦氖激光器与迈克尔逊干涉仪连接，
2.一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试方法，其特征在于，含有以下步骤:使用氦氖激光器和迈克尔逊干涉仪构成波长测量装置，第一光电探测器、第二光电探测器将光信号转换成电信号传递给数据采集卡以及信号处理模块，处理后传输至计算机控制系统，控制系统根据计算所得的波长值控制第一光开关、第二光开关，经过1.0μm、1.5μm、2.0μm线宽测量装置的干涉光信号经过第一光开关、第二光开关，传递光信号给第三光电探测器、第四光电探测器，经过光电转换的电信号传输至信号采集卡以及信号处理模块，被计算机控制系统接收，计算得出线宽值。
3.根据权利要求2所述的一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试方法，其特征在于，计算机控制系统反馈给输出端的第一光开关、第二光开关发出控制指令，经过线宽测量装置的某两路光信号传递给第三光电探测器、第四光电探测器，进而进行数据处
...【技术特征摘要】
1.一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试系统，其特征在于，待测激光器与1×4第三光开关连接，1×4第三光开关的另一端分别与迈克尔逊干涉仪、第一隔离器、第二隔离器及第三隔离器连接，氦氖激光器与迈克尔逊干涉仪连接，
2.一种超宽带波长自适应高精度单频激光线宽测试方法，其特征在于，含有以下步骤:使用氦氖激光器和迈克尔逊干涉仪构成波长测量装置，第一光电探测器、第二光电探测器将光信号转换成电信号传递给数据采集卡以及信号处理模块，处理后传输至计算机控制系统，控制系统根据计算所得的波长值控制第一光...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹丹，延凤平，冯亭，李挺，王向东，王伟，于晨昊，郭浩，武桂芳，王鹏飞，蔡月芝，纪文杰，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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