一种导引头测试用便携式波长可调谐激光种子源的制作方法

本实用新型涉及激光测试系统，具体为一种导引头测试用便携式波长可调谐激光种子源。

背景技术：

导引头作为军事作战系统(如战斗机、战舰、火箭等)的导航器件中的关键部件，对作战系统的精确表现起着决定性的作用。尤其无人智能系统的飞速发展，部分导引头已经具备激光探测能力并且尺寸逐渐小型化。与传统的激光导引头相比，挂载在无人系统的导引头由于系统尺寸小，使得可探测到的光能量较传统激光导引头要小的多，因此为了满足同样的探测距离，相对于探测波长为1063nm的激光导引头，新涌现出的1550nm波段的导引头有取代它的趋势，因为该波长是大气窗口，大气对该波段损耗非常少，且此类激光输出脉冲具有高重复频率，有利于捕获高速运动目标。于是，在测试此类导引头时，传统的1064nm的激光测试装置不能满足其测试要求，需要使用1550nm附近的波长的激光测试系统进行测试。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种便携式波长可调谐激光种子源，能够用于小型化半主动激光导引头测试，输出稳定，结构紧凑，满足外场测试需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

包括集成在机箱内的泵浦电路和激光种子源发生光路；所述的激光种子源发生光路包括与泵浦电路输出泵浦光源相连的波分复用器，波分复用器与掺铒光纤、输出耦合器、三端口环形器以及饱和吸收器连接为回路，所述的三端口环形器通过一分二耦合器分别连接两个偏振滤波分支，所述的输出耦合器通过输出端口连接至系统面板出口。

所述两个偏振滤波分支均包括两个光纤光栅以及设置在两个光纤光栅之间的偏振控制器。

所述的三端口环形器按照信号流向依次包括a、b、c三个端口，其中，端口a与输出耦合器相连，所述的回路中波分复用器经过掺铒光纤连接输出耦合器，端口b与一分二耦合器连接，端口c与回路中的饱和吸收器相连。

所述泵浦电路输出的泵浦光源为980nm的脉冲光，波分复用器采用980nm/1550nm波分复用器。所述掺铒光纤的长度为20m。所述输出耦合器的输出比为30％。

所述输出耦合器的输出端口包括第一输出端口和第二输出端口。

所述的泵浦电路包括设置在驱动板上的LD底座，驱动板分别连接开关电源和操作面板，开关电源分别连接电源滤波模块和按钮开关；所述的LD底座连接泵浦光通口。

所述的泵浦电路和激光种子源发生光路采用整体分层式结构，激光种子源发生光路设在上层，泵浦电路设在下层。

所述的输出耦合器连接用于监测输出脉冲光谱的光谱分析仪，使用光电探测器将输出脉冲转化为电信号之后，再使用频谱分析仪观察激光种子源的输出状态。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：基于增益介质中不同光波长的增益竞争、锁模器件饱和吸收以及光纤光栅滤波特性实现自启动输出激光。采用两个偏振滤波分支通过三端口环形器插入激光谐振腔内，能够起到光谱滤波作用，只有在其反射带宽内的光能够通过。由于三端口环形器仅允许单向运转，分别被两个偏振滤波分支反射的光不能在腔内逆向传输，又由于光纤光栅对光反射的中心波长不同，控制腔内偏振损耗，即能够实现两组双波长。本实用新型所用的器件为构造光纤增益放大器所用的通用器件，可商品化，成本低廉，采用少层石墨烯制成的饱和吸收器，具有生产成本低、饱和阈值低以及锁模运行稳定等优点。本实用新型可转换双波长的实现是基于同一光纤光栅的反射，因此能够在相近波长处实现稳定的锁模，同时两波长处锁模的重复频率都很高，所产生的脉冲在1550nm波段附近，能够针对用于新型小型化导引头探测和照射系统。

进一步的，本实用新型的两个偏振滤波分支通过偏振控制器控制腔内偏振损耗，采用光纤光栅作为波长选择器件，具有输出脉冲中心波长稳定的优点，在对使用光纤光栅进行特定选择后，能够根据需求任意选取波长输出。

进一步的，本实用新型泵浦电路和激光种子源发生光路采用整体分层式结构，结构设计紧凑，集成度高，大大减少了系统的尺寸，便于携带，有利于外场测试导引头性能。

附图说明

图1本实用新型激光种子源发生光路的结构示意图；

图2本实用新型泵浦电路的结构示意图；

附图中：1-波分复用器；2-掺铒光纤；3-输出耦合器；4-三端口环形器；5-饱和吸收器；6-一分二耦合器；7-第一光纤光栅；8-第一偏振控制器；9-第二光纤光栅；10-第三光纤光栅；11-第二偏振控制器；12-第四光纤光栅；13-泵浦光源；14-第一输出端口；15-第二输出端口；16-驱动板；17-LD底座；18-开关电源；19-电源滤波模块；20-按钮开关；21-操作面板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图1和图2，本实用新型在结构上包括集成在机箱内的泵浦电路和激光种子源发生光路，泵浦电路和激光种子源发生光路采用整体分层式结构，激光种子源发生光路设在上层，泵浦电路设在下层。泵浦电路包括设置在驱动板16上的LD底座17，驱动板16分别连接开关电源18和操作面板21，开关电源18分别连接电源滤波模块19和按钮开关20，LD底座17连接泵浦光通口22。激光种子源发生光路包括与泵浦电路输出泵浦光源13相连的波分复用器1，波分复用器1与掺铒光纤2、输出耦合器3、三端口环形器4以及饱和吸收器5连接为回路，三端口环形器4通过一分二耦合器6分别连接两个偏振滤波分支，两个偏振滤波分支包括依次相连的第一光纤光栅7、第一偏振控制器8、第二光纤光栅9以及依次相连的第三光纤光栅10、第二偏振控制器11、第四光纤光栅12。三端口环形器4按照信号流向依次包括a、b、c三个端口，其中，端口a与输出耦合器3相连，回路中波分复用器1经过掺铒光纤2连接输出耦合器3，端口b与一分二耦合器6连接，端口c与回路中的饱和吸收器5相连。输出耦合器3分别通过第一输出端口14和第二输出端口15连接至系统面板出口。泵浦电路输出的泵浦光源13为980nm的脉冲光，波分复用器1采用980nm/1550nm波分复用器。掺铒光纤2的长度为20m，输出耦合器3的输出比为30％。按钮开关20采用船型按钮。

试验中使用光谱分析仪(YOKOGAWA-6370B)来监测输出脉冲的光谱。使用10GHz的光电探测器将输出脉冲转化为电信号后，用频谱分析仪观察激光种子源输出状态。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型采用整体分层结构，基于增益介质中不同光波长的增益竞争、锁模器件饱和吸收以及光纤光栅滤波特性实现自启动输出激光。两个偏振滤波分支分别通过三端口环形器插入激光谐振腔内，能够起到光谱滤波作用，只有在其反射带宽内的光能够通过。由于三端口环形器仅允许单向运转，分别被两个偏振滤波分支反射的光不能在腔内逆向传输。由于四个光纤光栅对光反射的中心波长不同，调节偏振控制器控制腔内偏振损耗，即能够实现两组双波长([1529.4，1539.2]，[1549.6，1560.1])的脉冲输出。

本实用新型的实验结果如下：当阈值功率约30mW时，激光器可以实现自启动锁模。此时，受掺铒光纤的影响，实现在1560nm附近脉冲输出。当调第二节偏振控制器11增加腔内损耗，，输出波长转换到1539nm。此时，调节第一偏振控制器8，能够实现1529nm与1550nm之间的波长转换输出。在两组波长状态稳定时，由第一偏振滤波分支产生的脉冲重复频率高达6.5MHZ，第二分支则能够达到7.2MHZ。

综上所述，本实用新型提供的种子源输出稳定，结构紧凑，能够实现波长调谐输出，高重复频率，不易受外界环境影响，非常适用于小型化高速追踪目标的新式激光导引头的外场便携的测试需求。