基于高斯白噪声的激光展宽装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光领域，尤其涉及基于高斯白噪声的激光展宽装置和方法。
【背景技术】
[0002]电磁感应透明是非线性光学中重要的量子相干现象，是指当吸收介质加入强耦合场后，该介质对弱探测光吸收减弱或者不吸收。此过程中可以认为耦合光泵浦和耦合的作用，为了研宄其中泵浦的作用，就需要增加激光信号的线宽，使该共振光不再具有耦合的作用。这就需要设计相应的控制装置来展宽激光线宽。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种基于高斯白噪声的激光展宽装置和方法，能够实现宽线宽、不相干的激光。
[0004]本发明的第一个方面是提供一种基于高斯白噪声的激光展宽装置，包括:
[0005]噪声产生模块，用于产生并向放大模块输入第一噪声信号；
[0006]放大模块，用于接收并根据所述第一噪声信号产生并向频分复用模块输入第二噪声信号；
[0007]供电模块，用于产生和向频分复用模块输入第一供电信号；
[0008]频分复用模块，用于接收并根据所述第二噪声信号与所述第一供电信号生成第一控制信号、和向激光模块输入所述第一控制信号；
[0009]激光模块，用于接收并根据所述第一控制信号产生宽线宽的激光信号。
[0010]本发明的第二个方面是提供一种基于高斯白噪声的激光展宽方法，包括:
[0011]噪声产生模块产生并向放大模块输入第一噪声信号；
[0012]放大模块接收并根据所述第一噪声信号产生并向频分复用模块输入第二噪声信号；
[0013]供电模块产生和向频分复用模块输入第一供电信号；
[0014]频分复用模块接收并根据所述第二噪声信号与所述第一供电信号生成第一控制信号、和向激光模块输入所述第一控制信号；
[0015]激光模块接收并根据所述第一控制信号产生宽线宽的激光信号。
[0016]本发明的有益效果为:
[0017]本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置通过将混合了高斯白噪声的控制信号输入到激光模块对其进行控制，可以实现产生宽线宽、不相干的激光；将这种激光作为电磁感应透明EIT的耦合光，能够实现仅改变粒子数分布，也即将低能级的粒子抽运到相应的高能级而不会使能级发生分裂且不会引起介质对探测光的吸收性质发生改变。
【附图说明】
[0018]图1为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一的结构示意图；
[0019]图2为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一的电路图；
[0020]图3为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一中Bias-T结构的示意图；
[0021]图4为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一中高斯白噪声在频谱分析仪上的观测图；
[0022]图5为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一中激光线宽结果的对比图；
[0023]图6为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一中激光光谱展宽前后的对比图；
[0024]图7为本发明基于高斯白噪声的激光展宽方法实施例一的流程图。
【具体实施方式】
[0025]图1为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一的结构示意图，图2为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一的电路图，如图1和图2所示，本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置包括:
[0026]噪声产生模块11，用于产生并向放大模块输入第一噪声信号；
[0027]放大模块12，用于接收并根据所述噪声产生模块输入的第一噪声信号产生并向频分复用模块输入第二噪声信号；
[0028]供电模块13，用于产生和向频分复用模块输入第一供电信号；
[0029]频分复用模块14，用于接收并根据所述放大模块产生的第二噪声信号与所述供电模块输入的第一供电信号生成第一控制信号、和向激光模块输入所述第一控制信号；
[0030]激光模块15，用于接收并根据所述频分复用模块输入的第一控制信号产生宽线宽的激光信号。
[0031 ] 优选的，所述噪声模块为雪崩噪声模块，相应的，所述第一噪声信号为高斯白噪声信号；高斯白噪声(White Gaussian Noise)指的是幅值服从高斯分布、功率谱密度服从均匀分布的噪声；优选的，所述噪声模块具体为齐纳稳压管，所述齐纳稳压管可以为1N4747 ;所述齐纳稳压管1N4747的击穿电压为12V ;采用雪崩式击穿二级管所产生的噪声电平大于隧道效应二极管产生的噪声电平，且这一噪声电平还会随二极管的齐纳电压上升而增加，这里选用齐纳稳压二极管的雪崩击穿能够获得较为理想的高斯白噪声；
[0032]优选的，所述放大模块可以为低噪放大器(Low Noise Amplipier，LNA)，所述放大模块至少包括N个级次的放大单元；所述低噪放大器可以为MAX2611芯片；其中、N彡3 ;MAX2611芯片是一款低供电电压、低噪声、直流至微波频率的信号放大器，单电压+5V供电，具有高增益、低噪声的优良性能，500MHz处增益为18dB，而噪声仅为3.5dB ；1N4747产生的噪声经过MAX2611三级放大后可以得到-1OdBm的信号；
[0033]优选的，所述频分复用模块为Bias-T结构；如图3所示，所述Bias-T结构实行频分复用多工方式，RF端连接所述放大模块的Signal端，从而接收所述第二噪声信号，DC端接收供电模块输入的供电信号，第二噪声信号由RF端输入后滤掉高频，进而与由DC端输入的滤掉低频的供电信号进行混合产生第一控制信号，再输入到激光模块对其进行控制并产生宽线宽、不相干的激光，这种激光作为电磁感应透明EIT的耦合光，仅改变粒子数分布，也即将低能级的粒子抽运到相应的高能级而不会使能级发生分裂并且不会引起介质对探测光的吸收性质发生改变；
[0034]图4为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一中高斯白噪声在频谱分析仪上的观测图；图5为本发明基于高斯白噪声的激光展宽装置实施例一中激光线宽结果的对比图；如图4所示，横坐标表示频率，每格为5MHz，纵坐标表示功率，单位为dBm，本