本實用新型屬于光纖檢測技術領域，涉及一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)。
背景技術：
半導體激光器以其體積小、頻率控制方便、價格低、穩(wěn)定可靠等優(yōu)越性，成為現(xiàn)代光電設備的首選光源。通常的分布反饋式半導體激光器（DFB-LD），改變驅動電流即可實現(xiàn)60GHz左右的、調(diào)諧速度毫秒級的頻率調(diào)制范圍，而通過改變管芯溫度，可實現(xiàn)200GHz左右的頻率調(diào)諧，但調(diào)諧速度緩慢，只能到秒量級。因此，在OFDR中采用DFB-LD為光源，可實現(xiàn)亞毫米及毫米量級的距離分辨率。然而，面臨著兩個嚴重問題：其一、DFB-LD的激光線寬只能達到數(shù)百KHz～MHz量級，相干性差、光相位噪聲大，將導致OFDR的信噪比和測量距離非常有限，僅能達到數(shù)十到數(shù)百米；其二、DFB-LD的輸出頻率與驅動電流和管芯溫度的關系曲線呈現(xiàn)為非線性，基于驅動電流和溫度控制的頻率掃描非線性研制，將導致OFDR距離分辨率惡化。
技術實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本實用新型公開了一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)。
為了達到以上目的，本實用新型提供如下技術方案：
一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的激光器、第一耦合器、光纖干涉儀、第二耦合器和光電檢測器，還包括信號處理系統(tǒng)，所述信號處理系統(tǒng)包括信號處理器、邏輯控制器、參考信號發(fā)生器和電流發(fā)生器，所述光電檢測器連接鑒相器，所述鑒相器連接信號處理器，所述參考信號發(fā)生器與鑒相器相連，所述信號處理器、電流發(fā)生器、電流控制器、參考信號發(fā)生器均與所述邏輯控制器相連，所述電流發(fā)生器還通過DAC轉換器與所述電流控制器相連。
作為優(yōu)選，所述光纖干涉儀為馬赫-曾德光纖干涉儀。
作為優(yōu)選，所述激光器為分布反饋式半導體激光器。
作為優(yōu)選，還包括溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)包括溫度感應器和溫度控制器，所述溫度感應器設置在所述激光器的一側，所述溫度感應器的輸出端與所述邏輯控制器連接，所述溫度控制器的輸入端與所述邏輯控制器相連，所述溫度控制器的輸出端通過DAC控制器與所述激光器連接。
本實用新型取得的有益效果為：
本實用新型提出閉環(huán)反饋光鎖相式激光掃頻系統(tǒng)，分布反饋式半導體激光器（DFB-LD）發(fā)出的掃頻光信號經(jīng)過非平衡馬赫-曾德光纖干涉儀獲得中頻拍頻信號，將其與參考信號發(fā)生器產(chǎn)生的同頻的低相噪?yún)⒖夹盘柋容^，獲得激光掃頻非線性和相位噪聲的誤差信號，用于反饋控制激光驅動電流，閉環(huán)校正激光掃頻和相位噪聲，實現(xiàn)拍頻信號與參考信號的相位鎖定，從而獲得相噪得到有效抑制的線性掃頻光信號。有效的校正了掃頻非線性、壓縮了激光線寬、減低了激光相噪，提高了OFDR設備的測量距離、分辨率和靈敏度。
附圖說明
圖1、本實用新型的結構示意圖。
附圖標記列表：
1-激光器；2-第一耦合器；3-光纖干涉儀；4-第二耦合器；5-光電檢測器；6-鑒相器；7-信號處理系統(tǒng)；8-信號處理器；9-邏輯控制器；10-電流發(fā)生器；11-參考信號發(fā)生器；12-電流控制器；13-DAC轉換器；14-溫度控制器；15-溫度感應器。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式，進一步闡明本實用新型，應理解下述具體實施方式僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
如圖1所示，一種閉環(huán)反鎖相式激光掃頻系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的激光器1、第一耦合器2、光纖干涉儀3、第二耦合器4和光電檢測器5，還包括信號處理系統(tǒng)7，信號處理系統(tǒng)7包括信號處理器8、邏輯控制器9、參考信號發(fā)生器11和電流發(fā)生器10，光電檢測器5連接鑒相器6，鑒相器6連接信號處理器8，參考信號發(fā)生器11與鑒相器6相連，信號處理器8、電流發(fā)生器10、電流控制器12、參考信號發(fā)生器11均與邏輯控制器9相連，電流發(fā)生器10還通過DAC轉換器13與電流控制器12相連。
光纖干涉儀3為馬赫-曾德光纖干涉儀。
激光器1為分布反饋式半導體激光器。
還包括溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)包括溫度感應器15和溫度控制器14，溫度感應器15設置在激光器1的一側，溫度感應器15的輸出端與邏輯控制器9連接，溫度控制器14的輸入端與邏輯控制器9相連，溫度控制器14的輸出端通過DAC控制器13與激光器1連接。
本實用新型的工作原理為：分布反饋式半導體激光器（DFB-LD）發(fā)出的掃頻光信號經(jīng)過非平衡馬赫-曾德光纖干涉儀獲得中頻拍頻信號，將其與參考信號發(fā)生器產(chǎn)生的同頻的低相噪?yún)⒖夹盘柋容^，獲得激光掃頻非線性和相位噪聲的誤差信號，用于反饋控制激光驅動電流，閉環(huán)校正激光掃頻和相位噪聲，實現(xiàn)拍頻信號與參考信號的相位鎖定，從而獲得相噪得到有效抑制的線性掃頻光信號。
本實用新型方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。