专利名称：多波长激光波长计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多波长激光波长计。
背景技术：
在光纤通信系统中，人们需要知道和测量不同频道(即不同波长)的光信号在长距离传输后的状况(波长，功率，信噪比……)，通常称测量这些参量的仪器为光学性能监视器(0PM :optical performance monitor)或光学通道监视器(OCM :optical channel monitor)。在这些检测仪器中，对光波长的定标需要激光波长计，这样可以大大的减化OPM 及OCM的设计，省去波长标刻系统。另外，在光纤传感器的解调系统中，对于温度、应力等外界参数引起的波长变化， 也需要一个多波长激光波长计来测量和鉴别，这比应用标准具或吸收池的波长标刻系统要简单、实用和低价。现有的激光波长测量系统中，占主流的是迈克尔逊干涉仪型(Michelson Interferometer )，它通过比较输入波长与一个内部参考标准波长来标定输入光的波长。它虽然具有精度高的特点广lpm)，但由于有运动部件，易受震动的影响，不宜在环境较复杂的工作场所运用，且价格昂贵。使用衍射光栅及CMOS (或CCD)矩阵光接器的波长计虽没有运动部件，但由于作为接收器的CMOS矩阵价格昂贵，而且光波分辨率受矩阵排列的密度的影响，密度越高虽精度也越高，但价格也就越贵。为了避免CMOS的这个缺点，有人采用可调滤光片与单点光电接收器的方式来制造波长计，在这种方式下，也需要采用Febry-Perot标准具和标准波长来校正输入激光的波长，有时还需要一个宽带光源来照射标准具，这也增加了这种波长计的成本和复杂性。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种多波长激光波长计，克服现有产品结构复杂、成本昂贵、易受震动的影响及需设置标准光源或宽带光源的不足。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现一种多波长激光波长计，包括入射光纤，所述入射光纤与可调光学滤波器连接，可调光学滤波器与光束分束器光纤连接，光束分束器分别与第一光电接收器、第一波长依赖型滤光片、第二波长依赖型滤光片和第三波长依赖型滤光片光纤连接，第一光电接收器分别与第一除法器、第二除法器和第三除法器导线连接，第一波长依赖型滤光片与第二光电接收器光纤连接，第二光电接收器与第一除法器导线连接；第二波长依赖型滤光片与第三光电接收器光纤连接，第三光电接收器与第二除法器导线连接；第三波长依赖型滤光片与第四光电接收器光纤连接，第四光电接收器与第三除法器导线连接；第一除法器、第二除法器和第三除法器与模数转换器导线连接，模数转换器与数据处理器导线连接。第一波长依赖型滤光片为线性滤波片，其透过率曲线随波长呈线性变化。[0011]第二波长依赖型滤光片为正弦滤波片，其透过率曲线随波长呈正弦曲线变化。第三波长依赖型滤光片为与第二波长依赖型滤光片有45°相位差的正弦滤波片， 其透过率曲线随波长呈正弦曲线变化。本实用新型的有益效果为1、结构简单紧凑，体积小，价格低，可以作为一个模块方便的用于光纤通信的OPM (0PM: optical performance monitor，光学性能监视器)及 OCM (OCM :optical channel monitor，光学通道监视器)中，也可以方便的用在光纤传感系统的解调仪中。2、采用一个可调(扫描)光学滤波器，可以将同时入射的不同波长的光分离开来， 从而可以同时测量多种光的波长。3、采用三片波长依赖型滤光片来鉴别入射光的波长，无干涉仪型波长计的运动元件，减少了仪器的复杂性，且不怕震动，可以运用于工作环境较为复杂的场所。4、不需设置标准光源或宽带光源，就可以测量输入波长的绝对值，节省了成本。
下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。图1是本实用新型实施例所述的多波长激光波长计的结构框图；图2是本实用新型实施例所述的多波长激光波长计的波长依赖型滤波片的透过率曲线。图中1、入射光纤；2、可调光学滤波器；3、光束分束器；4、第一光电接收器；5、第一波长依赖型滤光片；6、第二波长依赖型滤光片；7、第三波长依赖型滤光片；8、第一除法器；9、第二除法器；10、第三除法器；11、第二光电接收器；12、第三光电接收器；13、第四光电接收器；14、模数转换器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例所述的一种多波长激光波长计，包括入射光纤1， 所述入射光纤1与可调光学滤波器2连接，可调光学滤波器2与光束分束器3光纤连接，光束分束器3分别与第一光电接收器4、第一波长依赖型滤光片5、第二波长依赖型滤光片6 和第三波长依赖型滤光片7光纤连接，第一光电接收器4分别与第一除法器8、第二除法器 9和第三除法器10导线连接；第一波长依赖型滤光片5与第二光电接收器11光纤连接，第二光电接收器11与第一除法器8导线连接；第二波长依赖型滤光片6与第三光电接收器12 光纤连接，第三光电接收器12与第二除法器9导线连接；第三波长依赖型滤光片7与第四光电接收器13光纤连接，第四光电接收器13与第三除法器10导线连接；第一除法器8、第二除法器9和第三除法器10与模数转换器14导线连接，模数转换器14与数据处理器导线连接。其中可调光学滤光片的自由光谱区(FSR)在40ηπΓ80ηπι之间；线宽(半极大全宽)在 0. Inm或更小；插入损耗小于2dB。第一波长依赖型滤光片5为线性滤波片，其透过率曲线随波长呈线性变化，因为对于每一波长只有一个单值对应，因此第一波长依赖型滤光片5用于全波长范围 (1500nnTl600nm)定标。当波长从1500nm变到1600nm时，其透过率从小变大，由于第一波长依赖型滤光片5的透过率随光波长的变化的变化率很小广0. 008/nm),即每Inm波长变化仅0. 8%，因此，只应用第一波长依赖型滤光片5的多波长激光波长计的分辨率不高，约为 1. 0 0. Inm0为了增加本多波长激光波长计的灵敏度，又增加了第二波长依赖型滤光片6，第二波长依赖型滤光片6为正弦滤波片，其透过率曲线随波长呈正弦曲线变化，在其线性变化区域，每10 nm波长间隔，就对应于80%的强度变化，其波长鉴别率达广0. 08/nm),即每Inm 的波长变化，强度变化就达8%，是线性滤波片的10倍，从而波长测量灵敏度增加10倍以上， 达到 0. Olnm。虽然减小此滤光片的变化周期，可以增加其单位波长的变化率，从而增加波长计的测量灵敏度，但变化周期减小后，增加了镀膜的难度和成本；作为一个折中考虑，本滤光片设计为20-30nm的周期。由于第二波长依赖型滤光片6在其顶部和底部随波长的变化率不灵敏，为了在任何波长处都达到高的灵敏度，再增加一片第三波长依赖型滤光片7，第三波长依赖型滤光片 7为与第二波长依赖型滤光片6有45°相位差的正弦滤波片，其透过率曲线随波长呈正弦曲线变化。这样，在第二波长依赖型滤光片6变化不明显的区域，正好是第三波长依赖型滤光片7变化最大的区域。反之，在第三波长依赖型滤光片7变化不明显的区域，正是第二波长依赖型滤光片6变化最大的区域，这样可以保障在1500nnTl600nm波长区均有较高的灵敏度。如图2所示，第一波长依赖型滤光片5的光谱曲线为斜线，第二波长依赖型滤光片 6的光谱曲线为实线所示的正弦曲线，第三波长依赖型滤光片7的光谱曲线为虚线所示的正弦曲线。使用时，不同波长的光从入射光纤1进入可调光学滤波器2，可调光学滤波器2在一锯齿波或三角波的驱动下可以对输入光的波长进行扫描，从而把在时间域中同时输入的光的各个波长分解成波长域上不同位置的信号，光经过可调光学滤波器2后进入光束分束器3，光束分束器3把输入的光分为四束，第一束光不经过任何滤波片，作为基准光束进入第一光电接收器4，第一束光通过第一光电接收器4转变为电信号后分别进入第一除法器 8、第二除法器9和第三除法器10，第二、三、四束光分别通过第一波长依赖型滤光片5、第二波长依赖型滤光片6、第三波长依赖型滤光片7后分别进入第二光电接收器11、第三光电接收器12、第四光电接收器13，第二、三、四束光经过光电接收器后转变为电信号分别进入第一除法器8、第二除法器9和第三除法器10与第一束光相除，归一化后，第二、三、四束的强度则只与入射的波长有关，而与入射光的绝对强度无关，第二、三、四束光的强度就成为只依赖于光波长的参数，这三个参数经ADC (模数转换器)变换后，送入数据处理器，在事先的波长校准定标中，对于每一个入射波长，都有一组测试值与其对应，列成表后，就可用于查阅未知入射光的波长了。例如，当入射光强为I1时，各分束光强均为1/4，而经过第一波长依赖型滤光片 5、第二波长依赖型滤光片6、第三波长依赖型滤光片7的光的光强分别为F^Ii/4、F2*I/4 和5*1/4，它们与未经滤波片的光束I1A相除后，则分别为Fp F2和F3,与入射光的绝对强度无关，再通过查阅表格，即可得知入射光的波长了。[0032]下表为一示例
权利要求1.一种多波长激光波长计，包括入射光纤(1)，其特征在于所述入射光纤(1)与可调光学滤波器(2 )连接，可调光学滤波器(2 )与光束分束器(3 )光纤连接，光束分束器(3 )分别与第一光电接收器(4)、第一波长依赖型滤光片(5)、第二波长依赖型滤光片(6)和第三波长依赖型滤光片(7)光纤连接，第一光电接收器(4)分别与第一除法器(8)、第二除法器 (9)和第三除法器(10)导线连接；第一波长依赖型滤光片(5)与第二光电接收器(11)光纤连接，第二光电接收器(11)与第一除法器(8)导线连接；第二波长依赖型滤光片(6)与第三光电接收器(12)光纤连接，第三光电接收器(12)与第二除法器(9)导线连接；第三波长依赖型滤光片(7)与第四光电接收器(13)光纤连接，第四光电接收器(13)与第三除法器(10) 导线连接；第一除法器(8)、第二除法器(9)和第三除法器(10)与模数转换器(14)导线连接，模数转换器(14)与数据处理器导线连接。
2.根据权利要求1所述的多波长激光波长计，其特征在于第一波长依赖型滤光片(5) 为线性滤波片。
3.根据权利要求2所述的多波长激光波长计，其特征在于第二波长依赖型滤光片(6) 为正弦滤波片。
4.根据权利要求3所述的多波长激光波长计，其特征在于第三波长依赖型滤光片(7) 为与第二波长依赖型滤光片(6)有45°相位差的正弦滤波片。
专利摘要本实用新型涉及一种多波长激光波长计，包括入射光纤，所述入射光纤与可调光学滤波器和光束分束器顺次连接，光束分束器分别与第一光电接收器、第一波长依赖型滤光片、第二波长依赖型滤光片和第三波长依赖型滤光片连接，第一光电接收器分别与第一除法器、第二除法器和第三除法器连接，第一波长依赖型滤光片与第二光电接收器和第一除法器顺次连接；第二波长依赖型滤光片与第三光电接收器和第二除法器顺次连接；第三波长依赖型滤光片与第四光电接收器和第三除法器顺次连接；第一除法器、第二除法器和第三除法器与模数转换器连接，模数转换器与数据处理器连接。本实用新型的有益效果为结构简单，成本低廉，无运动元件不怕震动，不需内部参考光源。
文档编号G01J9/00GK202188911SQ20112031554
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者黄振国 申请人:北京东方谱光科技有限公司