[发明专利]超快光波长测量系统

权利要求书

1.一种超快光波长测量系统，其特征在于，该系统包括一窄线宽激光器(1)、第一至第五光耦合器(13-17)、一锁模激光器(2)、第一至第五光电探测器(3-7)、一第一模数转换模块(8)、一第二模数转换模块(9)、一数字信号处理模块(10)和一色散补偿光纤(11)，其中：

锁模激光器(2)的输出光信号经过色散补偿光纤(11)后被第三光耦合器(15)分成三路，窄线宽激光器(1)输出的参考光信号与待测量光信号(12)分别被第一光耦合器(13)和第五光耦合器(17)分成两路；

锁模激光器(2)、窄线宽激光器(1)与待测量光信号(12)的其中一路分别被第三光电探测器(5)、第一光电探测器(3)、第五光电探测器(7)检测输出非相干信号；

锁模激光器(2)剩下的两路光信号分别与参考光信号及测量光信号耦合至第二光电探测器(4)、第四光电探测器(6)；

第三光电探测器(5)的输出信号被电耦合器(18)分成两路，一路与第一光电探测器(3)、第二光电探测器(4)的输出信号耦合至第一模数转换模块(8)输出数字信号，另一路与第四光电探测器(6)、第五光电探测器(7)的输出信号耦合至第二模数转换模块(9)输出数字信号；

第一模数转换模块(8)、第二模数转换模块(9)的输出数字信号耦合至数字信号处理模块(10)输出最终的测量结果；

第一模数转换模块(8)、第二模数转换模块(9)对第一至第五光电探测器(3-7)输出电信号的采样率满足采样定理，即大于两倍光电探测器的带宽；参考光路与测量光路之间的相对时延应尽可能的小；窄线宽激光器(1)的输出光信号波长位于锁模激光器(2)输出光谱范围内。

2.根据权利要求1所述的超快光波长测量系统，其特征在于，所述窄线宽激光器(1)输出窄线宽单波长激光作为参考光，该窄线宽单波长激光自第一光耦合器(13)的输入端进入第一光耦合器(13)，在第一光耦合器(13)中该窄线宽单波长激光被分成两路，其中第一路窄线宽单波长激光进入第一光电探测器(3)被转换成光电流输出给第一模数转换模块(8)，第二路窄线宽单波长激光进入第二光耦合器(14)。

3.根据权利要求1所述的超快光波长测量系统，其特征在于，所述锁模激光器(2)输出周期性脉冲激光，该周期性脉冲激光自色散补偿光纤(11)的输入端进入色散补偿光纤(11)，在色散补偿光纤(11)中被色散拉伸，实现波长-时间映射，然后自第三光耦合器(15)的输入端进入第三光耦合器(15)；在第三光耦合器(15)中，被色散拉伸的周期性脉冲激光被分成三路，其中：

第一路脉冲激光自第三光耦合器(15)的第一输出端口(151)进入第二光耦合器(14)，在第二光耦合器(14)中该第一路脉冲激光与第一光耦合器(13)输出的第二路窄线宽单波长激光耦合叠加形成参考相干叠加光，该参考相干叠加光进入第二光电探测器(4)，被第二光电探测器(4)转换成光电流输出给第一模数转换模块(8)；

第二路脉冲激光自第三光耦合器(15)的第二输出端口(152)进入第三光电探测器(5)，被第三光电探测器(5)转换成光电流输出给电耦合器(18)；

第三路脉冲激光自第三光耦合器(15)的第三输出端口(153)进入第四光耦合器(16)。

4.根据权利要求3所述的超快光波长测量系统，其特征在于，在所述电耦合器(18)中，第三光电探测器(5)输出的光电流被分成两路，其中第一路光电流通过第一模数转换模块(8)的第三输入端口(83)进入第一模数转换模块(8)，第二路光电流通过第二模数转换模块(9)的第一输入端口(91)进入第二模数转换模块(9)。

5.根据权利要求3所述的超快光波长测量系统，其特征在于，所述第五光耦合器(17)的输入端是测试端，待测量光信号(12)自该第五光耦合器(17)的输入端耦合进入该第五光耦合器(17)中，被第五光耦合器(17)分成两路，其中第一路待测激光进入第四光耦合器(16)，第二路待测激光进入第五光电探测器(7)。

6.根据权利要求5所述的超快光波长测量系统，其特征在于，所述第二路待测激光进入第五光电探测器(7)后，被第五光电探测器(7)转换成光电流输出给第二模数转换模块(9)。