窄线宽脉冲光发生装置的制作方法

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本实用新型涉及光纤传感设备制造技术领域，具体的说是一种结构合理、成本较低、工作可靠的窄线宽脉冲光发生装置。


背景技术：
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窄线宽脉冲光源由于窄线宽窄、相干长度长等特点在光纤传感领域中如基于布里渊的分布式光纤检测系统(botdr)、分布式光纤振动传感系统(dvs)、激光雷达等系统中得到应用。窄线宽光源的脉冲宽度及功率大小与分布式光纤振动传感系统dvs的定位精度及测量距离有着较大的关系。
[0003]
目前常用的窄线宽脉冲光多采用外调制实现包含有：窄线宽激光器输出连续激光，通过声光调制器(aom)实现脉冲光的输出，整套脉冲光实现架构包含有光源、声光调制器和声光调制器驱动模块，该种方式成本较高、结构复杂布式光纤振动传感系统(dvs)脉冲光源常规实现方式为：窄线宽激光器输出连续激光，通过声光调制器(aom)实现脉冲光的输出，整套脉冲光实现架构包含有光源、声光调制器和声光调制器驱动模块，该种方式成本较高、结构复杂。同时声光调制器作为脉冲调制设备，由于器件上升时间限制(最快上升时间为10ns)，最终可实现的脉冲宽度为20ns。
[0004]
现阶段此类设备存在以下问题：(1)光纤传感等领域窄线宽光脉冲信号实现结构复杂的问题；(2)窄线宽光脉冲信号实现方式成本过高问题；(3)窄线宽光脉冲信号脉冲宽度不能小于20ns问题。


技术实现要素：
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本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种采用恒流驱动超窄线宽半导体激光管结合脉冲驱动半导体放大管(soa)的方式实现窄线宽脉冲输出，最窄可实现5ns的脉冲宽度，具有指标高、成本低、体积小等优点的窄线宽脉冲光发生装置。
[0006]
本实用新型通过以下措施达到：
[0007]
一种窄线宽脉冲光发生装置，其特征在于设有半导体窄线宽激光管、半导体窄线宽激光管恒流驱动电路、半导体窄线宽激光管恒温控制电路、半导体光放大器、半导体光放大器脉冲驱动电路、半导体光放大器恒温控制电路、半导体光放大器恒流控制电路，其中半导体窄线宽激光管恒流驱动电路、半导体窄线宽激光管恒温控制电路的输出端分别与半导体窄线宽激光管相连，半导体窄线宽激光管的输出端与半导体光放大器的输入端相连，半导体光放大器脉冲驱动电路、半导体光放大器恒温控制电路、半导体光放大器恒流控制电路的输出端分别与半导体光放大器的控制端相连。
[0008]
本实用新型所述半导体窄线宽激光管采用蝶形封装激光管。
[0009]
本实用新型所述半导体窄线宽激光管恒流驱动电路中设有运算放大器、取样电阻、三极管，其中运算放大器的同相输入端接恒流输入信号，反相输入端与三极管的发射极相连后再与取样电阻串接，取样电路的另一端接地，三极管的基极与运算放大器的输出端
相连，三极管的集电极与半导体窄线宽激光管相连。
[0010]
本实用新型所述半导体窄线宽激光管恒温控制电路以及半导体光放大器恒温控制电路均采用现有tec驱动芯片实现，采用市售常规2a以上驱动电流的tec驱动芯片即可实现，相关电气连接在市售产品的使用说明书中可查，该部分为现有技术，此不赘述。
[0011]
本实用新型所述半导体光放大器脉冲驱动电路中设有加速电容c1、电阻r1、三极管q2、电阻r2，其中加速电容c1与电阻r1并联后，一端接收数字调制脉冲信号，另一端与三极管q2的基极相连，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极与电阻r2相连，电阻r2的另一端接半导体光放大器。
[0012]
本实用新型所述半导体光放大器恒流控制电路的结构与窄线宽激光管恒流驱动电路相同，用于设置半导体光放大器的直流静态工作点，从而减少晶体管导通时间，实现窄脉冲驱动电流。
[0013]
本实用新型在工作时，窄线宽激光管恒流驱动电路驱动半导体窄线宽激光管发出连续窄线宽光，同时半导体窄线宽激光管恒温控制电路针对半导体窄线宽激光管的电流大小设置工作温度，用以补偿恒流驱动引起的波长变化；半导体窄线宽激光管输出的连续窄线宽光被送入半导体光放大器中(soa)，半导体光放大器恒流驱动电路驱动半导体光放大器工作在阈值电流以下未工作且接近工作状态；外界输入数字调制脉冲信号，数字脉冲信号经半导体光放大器脉冲驱动电路实现窄脉冲电流，从而实现窄脉冲电流驱动连续窄线宽光进入半导体光放大器中(soa)输出窄线宽脉冲光。
[0014]
本实用新型采用直流驱动窄线宽半导体激光管结合半导体光放大器soa实现窄线宽脉冲光；采用半导体光放大器soa驱动方式引入了直流驱动及脉冲驱动两部分实现窄脉冲光，脉冲宽度5ns～500ns可调；此外半导体窄线宽激光管同时包含有温度调整控制部分及工作电流控制部分，能够通过温度补偿直流驱动引起的波长变化；与现有技术相比，具有指标高、成本低、体积小等优点。
附图说明：
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附图1是本实用新型的结构框图。
[0016]
附图2是本实用新型中恒流驱动电路的一种实施方式示意图。
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附图3是本实用新型中半导体光放大器脉冲驱动电路的一种实施方式示意图。
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附图标记：半导体窄线宽激光管1、半导体窄线宽激光管恒流驱动电路2、半导体窄线宽激光管恒温控制电路3、半导体光放大器4、半导体光放大器脉冲驱动电路5、半导体光放大器恒温控制电路6、半导体光放大器恒流控制电路7。
具体实施方式：
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如附图1所示，本实用新型提出了一种窄线宽脉冲光发生装置，设有半导体窄线宽激光管1、半导体窄线宽激光管恒流驱动电路2、半导体窄线宽激光管恒温控制电路3、半导体光放大器4、半导体光放大器脉冲驱动电路5、半导体光放大器恒温控制电路6、半导体光放大器恒流控制电路7，其中半导体窄线宽激光管恒流驱动电路2、半导体窄线宽激光管恒温控制电路3的输出端分别与半导体窄线宽激光管1相连，半导体窄线宽激光管1的输出端与半导体光放大器4的输入端相连，半导体光放大器脉冲驱动电路5、半导体光放大器恒温
控制电路6、半导体光放大器恒流控制电路7的输出端分别与半导体光放大器4的控制端相连。
[0020]
本实用新型所述半导体窄线宽激光管1采用蝶形封装激光管。
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如附图2所示，本实用新型所述半导体窄线宽激光管恒流驱动电路中设有运算放大器u1、取样电阻r3、三极管q1，其中运算放大器u1的同相输入端接恒流输入信号，反相输入端与三极管q1的发射极相连后再与取样电阻r3串接，取样电路r3的另一端接地，三极管q1的基极与运算放大器u1的输出端相连，三极管q1的集电极与半导体窄线宽激光管相连。
[0022]
本实用新型所述半导体窄线宽激光管恒温控制电路以及半导体光放大器恒温控制电路均采用现有tec驱动芯片实现，采用市售常规2a以上驱动电流的tec驱动芯片即可实现，相关电气连接在市售产品的使用说明书中可查，该部分为现有技术，此不赘述。
[0023]
如附图3所示，本实用新型所述半导体光放大器脉冲驱动电路中设有加速电容c1、电阻r1、三极管q2、电阻r2，其中加速电容c1与电阻r1并联后，一端接收数字调制脉冲信号，另一端与三极管q2的基极相连，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极与电阻r2相连，电阻r2的另一端接半导体光放大器。
[0024]
本实用新型所述半导体光放大器恒流控制电路的结构与窄线宽激光管恒流驱动电路相同，用于设置半导体光放大器的直流静态工作点，从而减少晶体管导通时间，实现窄脉冲驱动电流。
[0025]
本实用新型在工作时，窄线宽激光管恒流驱动电路驱动半导体窄线宽激光管发出连续窄线宽光，同时半导体窄线宽激光管恒温控制电路针对半导体窄线宽激光管的电流大小设置工作温度，用以补偿恒流驱动引起的波长变化；半导体窄线宽激光管输出的连续窄线宽光被送入半导体光放大器中(soa)，半导体光放大器恒流驱动电路驱动半导体光放大器工作在阈值电流以下未工作且接近工作状态；外界输入数字调制脉冲信号，数字脉冲信号经半导体光放大器脉冲驱动电路实现窄脉冲电流，从而实现窄脉冲电流驱动连续窄线宽光进入半导体光放大器中(soa)输出窄线宽脉冲光。
[0026]
本实用新型采用直流驱动窄线宽半导体激光管结合半导体光放大器soa实现窄线宽脉冲光；采用半导体光放大器soa驱动方式引入了直流驱动及脉冲驱动两部分实现窄脉冲光，脉冲宽度5ns～500ns可调；此外半导体窄线宽激光管同时包含有温度调整控制部分及工作电流控制部分，能够通过温度补偿直流驱动引起的波长变化；与现有技术相比，具有指标高、成本低、体积小等优点。