本发明专利技术公开了一种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器，包括消光棱镜，在消光棱镜的一侧设置有Ⅰ号准直光阑，在Ⅰ号准直光阑的另一侧设置有电光晶体，在电光晶体的另一侧设置有Ⅱ号准直光阑，在Ⅱ号准直光阑的另一侧设置有检偏棱镜，在电光晶体两外侧端各设置有横向电极，横向电极与快速脉冲高压电源电缆连接，快速脉冲高压电源通过触发信号与脉冲时序发生器电信号连接，调制前激光束入射到消光棱镜，调制后透射激光束从检偏棱镜中透射出，调制后反射激光束从检偏棱镜中反射出。本发明专利技术结构简单、操作方便，响应速度快稳定性好，可以应用于在激光光谱学实验、光通信等领域。
【技术实现步骤摘要】
光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器
本专利技术属于ー种激光时域调制器，具体涉及ー种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器。
技术介绍
在激光光谱学实验、光通信等领域中，有时需要对连续激光束进行时域上的控制，使其产生特定的上升沿或者下降沿极小的脉冲激光束。光致漂移实验研究中，为了测量光致漂移引起的气体密度变化，实验采用荧光法对比的方式来进行，这需要将原本的连续激光调制成脉冲形式。一般对连续光进行时域控制的常用器件有:机械光开关、MEMS光开关、声光光开关、电光光开关，这其中电光光开关的响应速度是最快的，其中，机械光开关响应速度一般在ms量级，且重复性较差；热光开关的响应时间在100 u s量级；MEMS光开关响应速度在100ns-ms量级,但实现依赖于光纤，同时结构较为简单。某些晶体材料在外加电场中，随着电场强度的改变，晶体折射率会发生改变，这种现象成为电光效应。电光效应引起的折射率变化的主要部分是一次电光效应，其效果远大于二次效应等高阶效应，一次电光效应被称之为线性电光效应或者普克尔效应。基于电光晶体的光开关是利用这类电光晶体在外加电场的作用下所产生的电光效应而制成的器件。电光光开关的响应时间很大程度上取决于外场电压的上升沿或者下降沿，因需要使得电压幅值达到电光晶体的半波电压一般为几千伏，这使得快速上升沿高压电源成为制约电光晶体光开关响应速度的限制之一。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术的缺点而提出的，其目的是提供一种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器。本专利技术的技术方案是:一种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器，包括消光棱镜，在消光棱镜的一侧设置有I号准直光阑，在I号准直光阑的另一侧设置有电光晶体，在电光晶体的另ー侧设置有II号准直光阑，在II号准直光阑的另一侧设置有检偏棱镜，在电光晶体两外侧端各设置有横向电极，横向电极与快速脉冲高压电源电缆连接，快速脉冲高压电源通过触发信号与脉冲时序发生器电信号连接，调制前激光束入射到消光棱镜，调制后透射激光束从检偏棱镜中透射出，调制后反射激光束从检偏棱镜中反射出。所述的快速脉冲高压电源包括时序控制，时序控制通过输出触发信号分别与并列的多个高压隔离驱动连接，其中输出触发信号与两个高压隔离驱动连接，输出触发信号与其余高压隔离驱动连接，两个高压隔离驱动输出信号与高端开关电路连接，其余高压隔离驱动通过高压隔离驱动输出信号与低端开关电路连接，高端开关电路和低端开关电路的输出分别加到电光晶体两外侧端的横向电极上，时序控制通过输出触发信号与前沿高速驱动连接，前沿高速驱动通过导线与低端开关电路连接。所述的时序控制包括闻端开关电路触发彳目号广生电路和低端开关电路触发/[目号产生电路。所述的高压隔离驱动包括芯片和芯片组成芯片组，两芯片之间连接脉冲变压器。所述的高端开关电路包括两个MOSFET开关管M9、M10，电阻R26、R27、R28，两个开关管M9、M10串接，开关管MlO的源极通过导线与电光晶体连接，开关管M9的漏极连接限流电阻R28，电阻R28另一端为高压输入，电阻R26、R27为均压电阻，分别与开关管M9、M10的漏源极并联，开关管M9?MlO的门极由高压隔离驱动输出信号触发。所述的低端开关电路包括八个MOSFET开关管Ml?M8、电阻RlO?R25、电容C4?Cl I，R18?R25为均压电阻、并接于开关管Ml?M8的漏源极，开关管Ml的漏极通过导线与电光晶体连接，开关管Ml的源极与M2的漏极连接，开关管Ml?M8相互串联，开关管Ml?M8的门极由高压隔离驱动输出信号触发。本专利技术结构简单、操作方便，响应速度快稳定性好，可以应用于在激光光谱学实验、光通信等领域。【附图说明】图1本专利技术的光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器的结构图； 图2本专利技术的快速脉冲高压电源； 图3本专利技术的时序控制电路图； 图4本专利技术的高压隔离驱动电路图； 图5本专利技术的闻端开关电路图； 图6本专利技术的低端开关电路图； 图7当脉冲电压为零和当脉冲电压为半波电压时，经过电光晶体的激光束的线偏振方向； 图8经本专利技术调制后的激光束的时域特征。其中: I消光棱镜2 I号准直光阑 3电光晶体4 II号准直光阑 5检偏棱镜6横向电极 7快速脉冲高压电源 8脉冲时序发生器 9调制前激光束10调制后透射激光束 11调制后反射激光束 12时序控制 13高压隔离驱动14前沿高速驱动 15闻端开关电路16低端开关电路 17闻端开关电路触发彳目号广生电路 18低端开关电路触发信号产生电路 19 UC3724芯片20脉冲变压器 21 UC3725芯片22脉冲时序发生器触发信号23快速脉冲高压电源的输出电压 24经过检偏棱镜的反射光 25经过检偏棱镜的透射光。【具体实施方式】以下，參照附图和实施例对本专利技术的光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器进行详细说明: 如图1所示，一种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器，包括消光棱镜I，在消光棱镜I的一侧设置有I号准直光阑2,在I号准直光阑2的另ー侧设置有电光晶体3，在电光晶体3的另ー侧设置有II号准直光阑4，在II号准直光阑4的另ー侧设置有检偏棱镜5,在电光晶体3两外侧端各设置有横向电极6,横向电极6与快速脉冲高压电源7电缆连接，快速脉冲高压电源7通过触发信号S1与脉冲时序发生器8电信号连接。调制前激光束9入射到消光棱镜I，调制后透射激光束10从检偏棱镜5中透射出，调制后反射激光束11从检偏棱镜5中反射出。其中，电光晶体3选用成品电光晶体(New Focus Standard Phase Modulator4001，市售)，采用MgO = LiNbO3晶体，通光孔径2mm，半波电压10-31V。脉冲时序发生器8的型号为DG535 (市售)。如图2所示，快速脉冲高压电源7包括时序控制12，时序控制12通过输出触发信号12し122分别与并列的多个高压隔离驱动13连接，本专利技术设置八个，其中输出触发信号12:与两个高压隔离驱动13连接，输出触发信号122与其余六个高压隔离驱动13连接。两个高压隔离驱动输出信号13: 、132与高端开关电路15连接，其余六个高压隔离驱动13通过六个高压隔离驱动输出信号133~131(|与低端开关电路16连接。高端开关电路15和低端开关电路16的输出分别加到电光晶体3两外侧端的横向电极6上。时序控制12通过输出触发信号123与前沿高速驱动14连接，前沿高速驱动14通过导线M1与低端开关电路16连接。其中，脉冲时序发生器8发出的触发信号S1通入时序控制12的输入端。所述的前沿高速驱动14采用具有雪崩效应的三极管，如2N3904、FMMT417和FMMT415等(市售)，三极管集电极通过导线与低端开关电路16连接，发射极连接地。电光晶体3的容值小于10pF，高压输入电压小于6kV。如图3所示，时序控制12包括高端开关电路触发信号产生电路17和低端开关电路触发信号产生电路18。其中，高端开关电路触发信号产生电路17由单稳态电路U1A、U1B、诎8，电阻1?2、1?5~1?9，电容(:1、02、03，二极管02、03，三极管02、03组成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器，其特征在于：包括消光棱镜（1），在消光棱镜（1）的一侧设置有Ⅰ号准直光阑（2），在Ⅰ号准直光阑（2）的另一侧设置有电光晶体（3），在电光晶体（3）的另一侧设置有Ⅱ号准直光阑（4），在Ⅱ号准直光阑（4）的另一侧设置有检偏棱镜（5），在电光晶体（3）两外侧端各设置有横向电极（6），横向电极（6）与快速脉冲高压电源（7）电缆连接，快速脉冲高压电源（7）通过触发信号（81）与脉冲时序发生器（8）电信号连接，调制前激光束（9）入射到消光棱镜（1），调制后透射激光束（10）从检偏棱镜（5）中透射出，调制后反射激光束（11）从检偏棱镜（5）中反射出。
【技术特征摘要】
1.一种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器，其特征在于:包括消光棱镜(I)，在消光棱镜(I)的一侧设置有I号准直光阑(2),在I号准直光阑(2)的另一侧设置有电光晶体(3),在电光晶体(3)的另一侧设置有II号准直光阑(4),在II号准直光阑(4 )的另一侧设置有检偏棱镜(5 ),在电光晶体(3 )两外侧端各设置有横向电极(6 ),横向电极(6)与快速脉冲高压电源(7)电缆连接，快速脉冲高压电源(7)通过触发信号(S1)与脉冲时序发生器(8)电信号连接，调制前激光束(9)入射到消光棱镜(1)，调制后透射激光束(10)从检偏棱镜(5)中透射出，调制后反射激光束(11)从检偏棱镜(5)中反射出。2.根据权利要求1所述的一种光致漂移实验研究中基于电光光开关的激光时域调制器，其特征在于:所述的快速脉冲高压电源(7)包括时序控制(12)，时序控制(12)通过输出触发信号(12k122)分别与并列的多个闻压隔尚驱动(13)连接,其中输出触发信号(12J与两个高压隔离驱动(13)连接，输出触发信号(122)与其余高压隔离驱动(13)连接，两个高压隔离驱动输出信号(13κ132)与高端开关电路(15)连接，其余高压隔离驱动(13)通过高压隔离驱动输出信号(133?131(|)与低端开关电路(16)连接，高端开关电路(15)和低端开关电路(16)的输出分别加到电光晶体(3)两外侧端的横向电极(6)上，时序控制(12)通过输出触发信号(123)与前沿高速驱动(14)连接，前沿高速驱动(14)通过导线(...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴俊杰，谈小虎，金策，钱金宁，孙桂侠，刘涛，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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