幅频调制信号的检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及幅频调制信号，特别是一种激光信号中幅频调制信号的检测装置。
【背景技术】
[0002]在高功率激光领域，特别是应用在惯性约束核聚变技术中的大规模高功率激光器，为了降低热斑影响，激光系统末端都使用了光束整形技术，同时在前端还引入了光谱色散平滑的技术，这些技术使得激光频谱被展宽，被展宽的频谱在大规模激光装置中传输时，由于光纤中的群速色散效应，以及保偏光纤的退偏振现象，还有增益介质不均匀的增益带宽等因素，共同作用使得被展宽的频谱在激光装置中受到了不均匀的频谱透过率影响，致使不同频率的光在激光装置中的具有不同的透过率，从而导致了激光的频率调制一部分转换为幅度调制，这种现象被称为高功率激光器中的幅频调制效应。
[0003]幅频调制效应严重危害高功率激光装置的运行，所以需要被及时地检测与甄别。目前的现有技术主要集中在幅频调制效应的补偿方面，例如专利《激光光谱补偿装置》(申请公布号:CN 103995393 A,申请号:201410219285.8)，虽然可以精确地补偿幅频调制效应，解决了如何补偿幅频调制的问题，但是关于是否需要补偿幅频调制效应，以及需要补偿多少幅频调制效应的问题，在技术上并没有涉及。此外，常规的监测手段是直接在激光装置中检测待测信号光，由于待测信号光具有被展宽的频谱，所以在检测过程中，经过检测装置内长距离的光纤传输后不可避免地又会引入新的幅频调制效应，由于最终得到的信号叠加了额外的幅频调制效应，使得检测装置无法准确地探测到激光装置中产生的最初的待测信号光，所以如果采用直接探测法，则无法实现远距离无失真地探测幅频调制信号，并且极大地增加了监测系统的成本，因此，在实际操作中，幅频调制信号的检测与甄别主要依赖操作人员的个人经验进行人为判断，存在探测精度低、检测范围小、操作难度大、响应时间慢等诸多问题。
【发明内容】
[0004]本发明专利的目的在于提供一种幅频调制信号的检测装置，采用合适的检测方法，解决目前检测过程中存在的探测精度低、检测范围小、操作难度大，响应时间慢的问题，实现对激光装置中的多处幅频调制信号同时进行检测与甄别的功能。
[0005]本发明装置的技术方案如下:
[0006]—种幅频调制信号的检测装置，其特点在于，包括探测模块，N*1波分复用器、高速示波器和计算机；
[0007]所述的探测模块由结构相同的N路测量电路构成，每路测量电路包括高速光电二极管、电信号放大器、振幅调制器、单纵模激光器和光信号放大器，所述的高速光电二极管的输入端接待测信号光，输出端与所述的电信号放大器的输入端相连接，该电信号放大器的输出端与所述的振幅调制器的调制端相连，所述的单纵模激光器的输出端与该振幅调制器的被调制端相连，该振幅调制器的输出端连接到所述的光信号放大器的输入端；
[0008]探测模块中的N个光信号放大器的输出端分别与所述的N*1波分复用器的输入端相连，该N*1波分复用器的输出端接所述的高速示波器的探测端，该高速示波器通过局域网与计算机连接。
[0009]本发明幅频调制信号的检测装置的工作过程如下:
[0010]某一个监测点处的待测信号光进入到高速光电二极管中，高速光电二极管响应待测信号光的振幅，输出的电信号的波形和待测信号光波形相似，该电信号经所述的电信号放大器放大，放大后的电信号作为调制信号加载在振幅调制器上，单纵模激光器的输出光作为被调制光入射到振幅调制器中，经过振幅调制器调制后的光入射到光信号放大器中，以上过程是每一个监测点的待测信号光都要经历的过程，所有N个监测点的待测信号光经过上述过程后通过光纤耦合进入N*1波分复用器，该N*1波分复用器将多路待测信号光耦合成一路，这一路的待测信号光进入一台高速示波器的探测端，高速示波器将检测到的数据传输给计算机，通过计算机的数据处理，得到待测信号光的频谱图，通过频谱图判断是否具有幅频调制效应，以及判断幅频调制效应的调制深度，从而完成对幅频调制?目号的检测与甄别。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0012]1)通过高速光电二极管、电信号放大器、振幅调制器、单纵模激光器和光信号放大器共同组成探测模块，该探测模块利用单纵模激光器产生一路单频的通信波段激光，通过振幅调制器将可能存在幅频调制效应的待测信号光的波形无失真地复制到该路单频光上，因为高速光电二极管不会探测到待测信号光的频谱成分，所以避免了光纤长距离传输后引入额外幅频调制效应的问题，保证了探测的精确性。
[0013]2)通过采用N*1波分复用器的结构，在减小插入损耗的同时，实现了对多处待测信号光幅频调制效应的远程检测功能。
[0014]3)通过采用高速示波器与计算机的组合，实现了对待测信号光幅频调制效应自动、快速地检测与甄别的功能。
[0015]4)由于多处的检测信号通过N*1波分复用器共用一台高速示波器与一台计算机，因此本发明还具备成本较低、利于扩展的优点。
【附图说明】
[0016]图1是本发明幅频调制信号的检测装置的结构示意图。
[0017]图2是本发明幅频调制信号的检测装置的工作流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了具体的实施方法，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0019]请参阅图1，图1是本发明幅频调制信号的检测装置的结构示意图，如图所示，由以下几个部分组成:
[0020]高速光电二极管1;
[0021]电信号放大器2;
[0022]振幅调制器3;
[0023]波长为1550nm波段的单纵模激光器4 ;之所以选择1550nm波段，是由于1550nm波段在光纤传输中具有无色散、损耗低的优势，并且现阶段1550nm波段的光纤通信技术较为成熟，商品化的产品比较丰富，所以；选择1550nm波段，虽然这是较好的选择，但不是唯一的选择。
[0024]光信号放大器5;
[0025]一个N*1波分复用器7 ；
[0026]一台尚速不波器8 ;
[0027]一台计算机9。
[0028]高速光电二极管1、电信号放大器2、振幅调制器3、单纵模激光器4和光信号放大器5组成该装置的探测模块6，其作用是将待测信号光的波形无失真地复制到通信波段。
[0029]图2是本发明幅频调制信号的检测装置的工作流程图，如图所示，待测信号光首先入射到高速光电二极管1中，完成探测模块6中响应振幅的步骤。因为高速光电二极管1仅仅响应入射光的振幅，所以高速光电二极管1并不会响应待测信号光的频谱成分，这样就避免了待测信号光的宽频谱在本发明装置内又产生新的幅频调制效应，从而避免了对探测结果的干扰。
[0030]与此同时，高速光电二极管1将入射的待测信号光的波形无失真地复制成电信号的波形，该电信号经过一个电信号放大器2进行放大。放大后的电信号作为调制信号加载在振幅调制器3上。波长为1550nm波段的单纵模激光器4输出的连续光进入振幅调制器3接受调制信号的调制，调制后的1550nm波段激光经过一个光信号放大器5，将光信号进行线性放大，用来提高信号探测的灵敏度。通过上述过程，实现了探测模块6将待测信号光波形无失真地复制到1550nm波段的作用，完成了波形复制的步骤。
[0031]探测模块6中N个光信号放大器5的输出光通过光纤入射到一个N*1波分复用器7中，N*1波分复用器7的作用是将若干路1550nm波段的待测信号光耦合到一根光纤中进行传输。所有这些监测点探测到的待测信号光通过N*1波分复用器7耦合进入一条光纤中，N*1波分复用器7完成波分复用的步骤后，N*1波分复用器7的输出端通过一条光纤入射到一台高速示波器8的探测端，接下来进入流程图中的信号甄别步骤，计算机9通过局域网访问该高速示波器8，把高速示波器8探测到的波形数据传输到计算机9中，在计算机9中，波形数据以向量的形式保存，之后利用算法处理这些向量，将时域的信号变换到频域，得到波形数据对应的频谱图，得到的频谱图中除了需要的频率外，如果还存在其他额外的频率，则认为待测信号光具有幅频调制效应，如果不存在其他额外的频率，则认为待测信号光没有幅频调制效应。至此，该发明装置完整地实现了检测与甄别幅频调制信号的功能。
[0032]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种幅频调制信号的检测装置，其特征在于，包括探测模块出)，N*1波分复用器(7)、高速示波器(8)和计算机(9); 所述的探测模块(6)由结构相同的N路测量电路构成，每路测量电路包括高速光电二极管(1)、电信号放大器(2)、振幅调制器(3)、单纵模激光器(4)和光信号放大器(5)，所述的高速光电二极管(1)的输入端接待测信号光，输出端与所述的电信号放大器(2)的输入端相连接，该电信号放大器(2)的输出端与所述的振幅调制器(3)的调制端相连，所述的单纵模激光器(4)的输出端与该振幅调制器(3)的被调制端相连，该振幅调制器(3)的输出端连接到所述的光信号放大器(5)的输入端； 探测模块(6)中的N个光信号放大器(5)的输出端分别与所述的N*1波分复用器(7)的输入端相连，该N*1波分复用器(7)的输出端接所述的高速示波器(8)的探测端，该高速示波器(8)通过局域网与计算机(9)连接。
【专利摘要】一种幅频调制信号的检测装置，包括探测模块，N*1波分复用器、高速示波器和计算机；探测模块由结构相同的N路测量电路构成，每路测量电路包括高速光电二极管、电信号放大器、振幅调制器、单纵模激光器和光信号放大器，高速光电二极管的输入端接待测信号光，输出端与电信号放大器的输入端相连接，该电信号放大器的输出端与振幅调制器的调制端相连，单纵模激光器的输出端与该振幅调制器的被调制端相连，该振幅调制器的输出端连接到所述的光信号放大器的输入端。本发明实现对幅频调制信号的检测与甄别，可对多处监测点的幅频调制信号进行远程、自动、实时地检测与甄别，从而极大地减少操作人员的工作量，并且提高了幅频调制信号的检测效率。
【IPC分类】H04B10/2507, H04B10/07, H04B10/516
【公开号】CN105356938
【申请号】CN201510896055
【发明人】姜有恩, 黄灿鸿, 范薇, 汪小超, 乔治, 李国扬, 张吉生, 肖助力
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月7日