一种用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置及方法与流程

文档序号:11927256阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置,其特征在于,包括激光器(1)、第一频移器(2)、隔离器(3)、第一Y型耦合器(4)、X型耦合器(5)、衰减器(6)、第一法拉第旋转镜(7)、第二Y型耦合器(8)、第二法拉第旋转镜(9)、第二频移器(10)、延时光纤(11)、光纤放大器(12)、第三频移器(13)、第三法拉第旋转镜(14)、光电探测器(15)、带通滤波器(16)、示波器(17)以及频率综合器(18);

所述激光器(1)通过光纤依次连接第一频移器(2)、隔离器(3)和第一Y型耦合器(4);所述第一Y型耦合器(4)有两个分支端,第一分支端用于窄线宽光源输出,第二个分支端用于稳频;所述第一Y型耦合器(4)的稳频端口连接X型耦合器(5)的输入端口a端;所述X型耦合器(5)的输出端口c端依次连接衰减器(6)和第一法拉第旋转镜(7),所述X型耦合器(5)的输出端口d端连接至第二Y型耦合器(8)的分支端e端;

所述第二Y型耦合器(8)的总端g端连接至第二法拉第旋转镜(9),所述第二Y型耦合器(8)的分支端f端与第二频移器(10)连接;所述第二法拉第旋转镜(9)、第二Y型耦合器(8)、第二频移器(10)、延时光纤(11)、光纤放大器(12)、第三频移器(13)及第三法拉第旋转镜(14)通过光纤依次连接形成自循环闭合环路;

所述X型耦合器(5)的反射输出端b连接至光电探测器(15),光电探测器(15)的输出端通过带通滤波器(16)连接到频率综合器(18)的输入端;所述频率综合器(18)对光信号进行鉴频,并通过输出端口反馈到激光器(1)和第一频移器(2)的调制端口;所述示波器(17)的输入端分别与光电探测器(15)和频率综合器(18)的输出端口连接。

2.根据权利要求1所述的用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置,其特征在于,所述激光器(1)为光纤激光器。

3.根据权利要求1所述的用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置,其特征在于,光纤放大器(12)为双向掺铒光纤放大器。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置,其特征在于,

所述激光器(1)具有PZT协调功能;

所述第一频移器(2)频移值40MHz,耦合效率62%,对激光进行频率调制的同时还起相位补偿的调制的作用;

第一Y型耦合器(4)的分光比为90:10;

隔离器(3)的隔离度为30dB;

所述X型耦合器(5)的分光比为50:50;

所述第二Y型耦合器(8)为定向1*2耦合器;

所述第一法拉第旋转镜(7)、第二法拉第旋转镜(9)和第三法拉第旋转镜(14)的旋转角度均为45度;

所述第二频移器(10)由一个正声光频移器构成,频移值40MHz;

所述光纤放大器(12)的增益可调;

所述第三频移器(13)由一个负声光频移器构成,频移值-39MHz;

所述光电探测器(15)为InGaAs PN探测器。

5.根据权利要求4所述的用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置,其特征在于,所述激光器(1)线宽Δν为2kHz,中心波长1550nm。

6.根据权利要求4所述的用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置,其特征在于,所述第二Y型耦合器(8)的f端和e端的分光比为90:10。

7.根据权利要求4所述的用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置,其特征在于,所述光纤放大器(12)的最大增益为40dB,最小输入功率为-20dBm,最大噪声5dB。

8.一种基于权利要求1-3任意一项所述用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置的光频传递方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)激光器(1)的输出光束通过第一频移器(2)和隔离器(3)后,被第一Y型耦合器(4)分为两部分,一部分激光功率作为窄线宽光源输出,另一部分光用于稳频;用于稳频的光束通过X型耦合器(5)分成两路:一路光作为参考光,经衰减器(6)后被末端的第一法拉第旋转镜(7)反射,沿原光路返回到X型耦合器(5)的b端输出;另一路光作为信号光由第二Y型耦合器(8)的分支端e进入自循环闭合环路;信号光束在自循环闭合环路中循环一次,延时2τ并频移2(α-β)MHz;信号光在自循环闭合环路中循环n次后,一部分延时光被第二法拉第旋转镜(9)反射并由第二Y型耦合器(8)的g端进入e端并返回到X型耦合器(5)的b端输出,最后和短臂中的参考光在X型耦合器(5)的b端发生干涉,并通过光电探测器(15)获得多阶干涉拍频信号;

2)实现激光频率噪声的探测后,多阶拍频信号通过带通滤波器(16),选取某一高阶拍频信号作为稳频的拍频信号,所述拍频信号通过频率综合器(18)相位鉴别获得误差信号,最后通过伺服系统反馈到激光器(1)和第一频移器(2)的调制端口,实现激光器(1)线宽压窄和稳定度提高;其中,快速的频率调整由驱动第一频移器(2)的压控振荡器来提供。

9.根据权利要求8所述的光频传递方法,其特征在于,光频传递时,所述用于光频传递的全光纤化窄线宽光纤激光装置放在包裹有保温棉的隔音箱中,并通过被动隔振台减小振动敏感度。

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