波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型旨在提供一種快速的波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源，其控制簡(jiǎn)單、精度高、可輸出窄線寬光譜。該波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，包括微機(jī)電控制模塊、與微機(jī)電控制模塊連接的光纖環(huán)路放大模塊，光纖環(huán)路放大模塊包括一半導(dǎo)體光放大器，該波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源還包括連接于微機(jī)電控制模塊與光纖環(huán)路放大模塊之間的反射式光纖光柵、以及與光纖放大模塊連接的驅(qū)動(dòng)控制模塊，該驅(qū)動(dòng)控制模塊適于控制所述半導(dǎo)體光放大器的溫度及電流，使得本實(shí)用新型的波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源免受半導(dǎo)體光放大器的熱穩(wěn)定性影響，進(jìn)而提升該波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源的調(diào)諧速率。
【專利說明】波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光光源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源。

【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)諧激光器可在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變激光的波長(zhǎng)，并廣泛應(yīng)用于光通信、光傳感、光譜學(xué)、光化學(xué)、集成光學(xué)和半導(dǎo)體加工等領(lǐng)域。
[0003]可調(diào)諧激光器可通過機(jī)械控制手段，即基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)完成可控制光柵的波長(zhǎng)選擇，且通過微機(jī)電系統(tǒng)的控制手段具有較大的輸出帶寬和較高的輸出頻率。目前，隨著可調(diào)諧激光器的廣泛應(yīng)用，對(duì)其調(diào)諧速率的要求越來越高，但是，普通的可調(diào)諧激光器易受限于熱穩(wěn)定或者其它因素使得調(diào)諧速度較慢(lOms-lOOOms之間)，不具備掃描能力，且現(xiàn)有的高速電可調(diào)諧激光光源的控制系統(tǒng)十分復(fù)雜。
[0004]因此，有必要提供一種可以解決上述問題的波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電可調(diào)諧激光光源存在的調(diào)諧速率低、控制系統(tǒng)復(fù)雜的不足，本實(shí)用新型提供一種快速的波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源，其控制簡(jiǎn)單、精度高、可輸出窄線寬光譜。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，包括微機(jī)電控制模塊、與所述微機(jī)電控制模塊連接的光纖環(huán)路放大模塊，所述光纖環(huán)路放大模塊包括一半導(dǎo)體光放大器，還包括連接于所述微機(jī)電控制模塊與光纖環(huán)路放大模塊之間的反射式光纖光柵、以及與所述光纖放大模塊連接的驅(qū)動(dòng)控制模塊，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊適于控制所述半導(dǎo)體光放大器的溫度及電流。
[0008]進(jìn)一步地，所述光纖環(huán)路放大模塊還包括與所述半導(dǎo)體光放大器連接的耦合器以及光環(huán)形器，所述光環(huán)行器分別具有第一端口、第二端口和第三端口。
[0009]進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體光放大器輸出的光譜通過所述耦合器輸入至所述光環(huán)形器的第一端口，所述第二端口與所述反射式光纖光柵連接，所述第三端口適于輸出特定波長(zhǎng)的窄線寬光譜并與所述半導(dǎo)體光放大器的一端連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述耦合器的分光比為10:90，所述10%的光譜輸入至所述光環(huán)形器的第一端口。
[0011]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊包括恒溫電路、恒流電路。
[0012]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊還包括一保護(hù)電路。
[0013]本實(shí)用新型通過微機(jī)電控制模塊完成對(duì)反射式光纖光柵的波長(zhǎng)選擇，配合光纖環(huán)路放大模塊，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的超寬帶窄帶寬光譜輸出，且具有較高的輸出功率；驅(qū)動(dòng)控制模塊控制半導(dǎo)體光放大器的溫度及電流，使得本實(shí)用新型的波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源免受半導(dǎo)體光放大器的熱穩(wěn)定性影響，進(jìn)而提升該波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源的調(diào)諧速率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本實(shí)用新型的波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源的模塊原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以便更直觀的理解本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)。
[0017]請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)施例公開了一種波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源，該波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源包括微機(jī)電控制模塊110、與該微機(jī)電控制模塊110連接的反射式光纖光柵120、與該反射式光纖光柵120連接的光纖環(huán)路放大模塊130、以及與該光纖環(huán)路放大模塊130連接并適于對(duì)光纖環(huán)路放大模塊130控制的驅(qū)動(dòng)控制模塊140。該波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源利用微機(jī)電控制模塊110實(shí)現(xiàn)對(duì)反射式光纖光柵120的波長(zhǎng)選擇,并配合光纖環(huán)路放大模塊130，可產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的激光輸出，并獲得較高的輸出頻率。
[0018]在本實(shí)施例中，微機(jī)電控制模塊110采用ADI器件公司ADUC831主控制處理器，該微機(jī)電控制模塊110提供精密模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換功能以及Flash微控制器，并通過12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器得到的模擬控制電壓通過功率放大后驅(qū)動(dòng)微機(jī)電控制模塊110偏轉(zhuǎn)，結(jié)合位移傳感器探測(cè)到的模擬變化送入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行采樣，從而形成一個(gè)閉環(huán)控制。該反射式光纖光柵120與微機(jī)電控制模塊110連接，可通過一定方法使光纖纖芯的折射率發(fā)生軸向周期性調(diào)制，主要作為無源濾波器件，且該反射式光柵光纖120體積小、熔接損耗小并可全兼容于光纖中。
[0019]進(jìn)一步的，光纖環(huán)路放大模塊130包括半導(dǎo)體光放大器131、與半導(dǎo)體光放大器131依次連接的耦合器132以及光環(huán)行器133，該半導(dǎo)體光放大器131在高增益狀態(tài)下無諧振腔，且該半導(dǎo)體光放大器131受到光或電的泵浦時(shí)，粒子數(shù)反轉(zhuǎn)獲得光增益；從半導(dǎo)體光放大器131傳輸?shù)墓庾V經(jīng)過耦合器132被分成兩路，，一路光譜通過光環(huán)行器133注入至半導(dǎo)體光放大器131，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體光放大器131的自注入鎖定，以保證其輸出功率的穩(wěn)定性，另一路光譜則作為光源的輸出，該耦合器132能夠無損的將光譜分為兩束，在其他實(shí)施例中，該耦合器132也能夠用分光器或者分光束器代替；光環(huán)行器133分別具有第一端口、第二端口和第三端口，光譜的傳輸沿各端口的順序。在本實(shí)施例中，耦合器132的分光比為10:90，其中，10%的光譜輸入至光環(huán)行器133的第一端口，該光環(huán)行器133的第二端口與反射式光纖光柵120連接,第三端口則與半導(dǎo)體光放大器131的一段連接形成閉環(huán),并適于輸出特定波長(zhǎng)的窄線寬光譜。
[0020]在沒有信號(hào)光輸入的情況下，半導(dǎo)體光放大器132將輸出寬光譜的自發(fā)輻射噪聲譜，該噪聲譜線具有偏振相關(guān)損耗小的特點(diǎn)，且可穩(wěn)定輸出；當(dāng)有信號(hào)光輸入時(shí)，光譜通過率禹合器132分為兩束,其中一束信號(hào)光通過光環(huán)行器133進(jìn)入至半導(dǎo)體光放大器132的輸入端，該信號(hào)光自發(fā)輻射能量從而放大輸出。依次，光譜經(jīng)過循環(huán)放大，再通過反射式光纖光柵120以輸出連續(xù)不同波長(zhǎng)的激光，實(shí)現(xiàn)連續(xù)波長(zhǎng)電可調(diào)諧功能。
[0021]驅(qū)動(dòng)控制模塊140適于對(duì)半導(dǎo)體光放大器131的溫度及電流進(jìn)行恒定控制，包括依次連接的恒溫電路141、恒流電路142以及保護(hù)電路143。其中，恒溫電路141通過負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻來實(shí)時(shí)檢測(cè)半導(dǎo)體光放大器131的溫度，并通過比較器與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，通過微控制器控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體光放大器131的溫度控制；恒流電路142采用精密放大器和高精度電流采樣電阻以及功率驅(qū)動(dòng)管組合成一個(gè)恒流閉環(huán)電路，輸出功率通過主控處理器上的模擬電壓和采樣到的模擬電流進(jìn)行精密恒定電流控制，該輸出電流不因輸出電壓和環(huán)境溫度變化而改變。
[0022]本實(shí)用新型通過增設(shè)驅(qū)動(dòng)控制模塊140對(duì)半導(dǎo)體光放大器131的溫度及電流進(jìn)行恒定控制，使得波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧激光光源免受半導(dǎo)體光放大器131的熱穩(wěn)定性影響，以提升本實(shí)用新型的激光光源的調(diào)諧速率；且微機(jī)電控制模塊110實(shí)現(xiàn)對(duì)反射式光纖光柵120的波長(zhǎng)選擇，配合光纖環(huán)路放大模塊140，可輸出穩(wěn)定可靠的超寬帶窄帶寬光譜輸出及較高的功率。
[0023]以上僅為本說明書為便于理解實(shí)用新型內(nèi)容所列舉的部分實(shí)施方式，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的任何限定，也非所有可實(shí)施方案的窮舉，故凡是對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，包括微機(jī)電控制模塊、與所述微機(jī)電控制模塊連接的光纖環(huán)路放大模塊，所述光纖環(huán)路放大模塊包括一半導(dǎo)體光放大器，其特征在于:還包括連接于所述微機(jī)電控制模塊與光纖環(huán)路放大模塊之間的反射式光纖光柵、以及與所述光纖放大模塊連接的驅(qū)動(dòng)控制模塊，所述驅(qū)動(dòng)控制模塊適于控制所述半導(dǎo)體光放大器的溫度及電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，其特征在于:所述光纖環(huán)路放大模塊還包括與所述半導(dǎo)體光放大器連接的耦合器以及光環(huán)形器，所述光環(huán)行器分別具有第一端口、第二端口和第三端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，其特征在于:所述半導(dǎo)體光放大器輸出的光譜通過所述耦合器輸入至所述光環(huán)形器的第一端口，所述第二端口與所述反射式光纖光柵連接，所述第三端口適于輸出特定波長(zhǎng)的窄線寬光譜并與所述半導(dǎo)體光放大器的一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，其特征在于:所述耦合器的分光比為10:90，所述10%的光譜輸入至所述光環(huán)形器的第一端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)控制模塊包括恒溫電路、恒流電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波長(zhǎng)連續(xù)電可調(diào)諧激光光源，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)控制模塊還包括一保護(hù)電路。
【文檔編號(hào)】H01S5/06GK204088873SQ201420641121
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】余新文, 林小龍 申請(qǐng)人:深圳市伽藍(lán)特科技有限公司