用于光栅振动传感系统的扫频光源的制作方法

本实用新型涉及光源，尤其涉及一种用于光栅振动传感系统的扫频光源。

背景技术：

光纤光栅振动传感技术因其具有不受电磁干扰、现场无需供电、长期可靠性和稳定性好，传输距离远等优点，安防领域中得到了普遍的应用。

光纤光栅振动传感系统的关键是扫频光源。而扫频光源一般用扫频激光器，通过对输出激光波长的控制实现激光频率的连续或步进扫描输出，扫频激光器可以用于高精度距离测量、激光传感、激光成像等领域，被认为是一种非常有潜力的高精度测量扫频光源。要实现宽带宽(大于50nm)的扫频光源采用的调制器件是TFP。

现有的SOA+TFP宽谱的扫频光源存在一些问题。SOA(semiconductor optical amplifier半导体光放大器)由于采用激光器原理，经过TFP(Tunable FP Cavity Filter可调谐FP滤波器)的光是激光器，它的谱密度很高，容易损坏TFP。但是用于光纤光栅振动传感系统，对光源的信噪比要求没必要达到扫频激光器光源那么高。于是可以需求一种新方法，使输出光功率与扫频激光器光源在一个数量级上，可以适当的降低光源信噪比，同时经过TFP的光谱密度降低两个数量级，这样可以满足光栅振动系统的要求，同时不损坏TFP。

技术实现要素：

针对现有用于光纤光栅振动传感系统中宽谱扫频光源不足或改进的需求，本实用新型提供了一种基于SOA+TFP的主放大扫频光源，其目的在于提供一种新的可满足光纤光栅振动传感系统指标要求的扫频光源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种用于光栅振动传感系统的扫频光源，包括半导体光放大器SOA、环形器、可调谐光衰减器、可调谐FP滤波器、驱动电路和隔离器；

环形器的第3端口与可调谐光衰减器的输入端口连接，可调谐光衰减器的输出端口与可调谐FP滤波器的输入端连接，可调谐FP滤波器的输出端与环形器的第1端口连接，驱动电路与可调谐FP滤波器连接；

环形器的第2端口与半导体光放大器连接，半导体光放大器的输出端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端输出频率脉冲光。

接上述技术方案，驱动电路为三角形电压驱动电路。

接上述技术方案，可调谐FP滤波器的可调谐范围大于50nm。

接上述技术方案，隔离器的输出端是FC-APC接头。

从上述工作原理分析，1)使用SOA的扫频激光器光源，输出的最大功率是由SOA的饱和输出功率决定的，可以近似约等于SOA的饱和输出功率。采用采用主放大器架构，利用SOA自发辐射光经过TFP调制在返回经过SOA放大输出，最大的输出光功率也是由SOA的饱和输出功率决定，可以近似约等于SOA的饱和输出功率。所以说本发明光源输出光功率与扫频激光器光源在一个数量级上。2)前面提到用于光纤光栅振动传感系统，对光源的信噪比要求没必要达到扫频激光器光源那么高。使用本发明的光源，信噪比比扫频激光器光源低了约两个数量级，所以经过TFP的光谱密度降低两个数量级。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型采用主放大器架构，利用半导体光放大器SOA自发辐射光经过TFP调制再返回经过半导体光放大器SOA放大输出，使输出光功率与扫频激光器光源在一个数量级上，同时经过可调谐FP滤波器TFP的光谱密度降低两个数量级，这样可以满足光栅振动系统的要求，同时不损坏TFP。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例用于光栅振动传感系统的扫频光源的结构示意图；

图2是本发明实施例TFP驱动电压源输出的三角波电压波形示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型用于光栅振动传感系统的扫频光源包括半导体光放大器1(SOA)、环形器2、可调谐光衰减器3(VOA)、可调谐FP滤波器4(TFP)、驱动电路6和隔离器5。

环形器2的第3端口(c端)与可调谐光衰减器3(VOA)的输入端口连接，可调谐光衰减器3(VOA)的输出端口与TFP4的输入端连接，TFP4的输出端与环形器2的第1端口(a端)连接，驱动电路与TFP连接；

环形器的第2端口(b端)与半导体光放大器1(SOA)连接，半导体光放大器1(SOA)的输出端与隔离器的输入端连接，隔离器5的输出端输出频率脉冲光。

驱动电路6可选用三角形电压驱动电路，三角形电压如图2所示。

工作原理：半导体光放大器SOA发出的自发辐射光由环形器的第2端口进入第3端口中，经过衰减，再经过可调谐FP滤波器TFP滤波，再通过第1端口进入第2端口。通过半导体光放大器SOA放大输出。此外本实用新型采用三角波电压驱动可调谐FP滤波器TFP实现光频率的高速扫描输出。

上述半导体光放大器SOA工作在饱和区，为了使整个宽谱范围内光功率均匀。

TFP可调谐范围大于50nm。

上述输出端接头(即隔离器的输出端口)是FC-APC接头。

从上述设计可以得到以下信息

1)SOA的自发辐射光谱密度很弱，所以进入TFP的光很弱，不会烧坏TFP。

2)TFP反射的光很强，但是环形器第3端口到第2端口的隔离度大于50dB，所以不会进入SOA，对其产生影响。

3)被FP调制的光会通过环形器再进入SOA中，进行放大。可以保证光功率放大20dB以上，甚至达到30dB。

4)不需要带通滤波器，该方案不是激光器，因此不存在模式竞争

5)隔离器可防止后向散射光的影响

6)环形器的连接方式保证了光的单向性，同时降低了损耗。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。