[发明专利]可调谐窄线宽激光器频率调谐效率测量方法及测量系统

说明书

本发明提供了一种可调谐窄线宽激光器频率调谐效率测量方法及测量系统，利用非平衡臂迈克尔逊干涉仪将待测可调谐窄线宽激光器微小的光域频率变化转换为光学相位变化，以实现对可调谐窄线宽激光器的光域频率变化的测量，进而实现对可调谐窄线宽激光器的频率调谐效率的测量。本发明的技术方案可以测量常规光谱仪难以测量的光域频率变化。同时，本发明利用信号发生器输出不同频率f_PGC和幅度V_PGC的模拟正弦波信号对可调谐窄线宽激光器的频率进行调制，以实现对不同调制带宽下的可调谐窄线宽激光器的频率调谐效率的测量，为可调谐窄线宽激光器的实际使用提供依据。进一步的，本发明的测量系统中的元件都是常见元件，结构简单，实施方便，成本较低。

技术领域

本发明涉及激光与光纤传感技术领域，尤其涉及一种可调谐窄线宽激光器频率调谐效率测量方法及测量系统。

背景技术

可调谐窄线宽激光器是一种应用广泛的激光器，它不仅在光通信领域占有举足轻重的地位，而且在光纤传感领域发挥着巨大的作用，它的出现使得超远距离、超高精度和超高灵敏度的新型传感系统成为可能。

相位型光纤传感系统具有超高的精度和灵敏度，但却存在灵敏度随相位随机衰落的问题，为克服该问题，研究人员提出了相位生成载波(Phase Generated Carrier，PGC)技术。PGC技术又细分为PGC内调制解调和外调制解调技术，PGC内调制解调技术由于传感光路简单而广受关注。可调谐窄线宽激光器是PGC内调制解调技术所涉及的重要组成部分，其参数直接影响整个传感系统的性能指标，这其中，可调谐窄线宽激光器的频率调谐效率是一个关键参数，它直接关系着PGC内调制中的相位调制深度。高性能可调谐窄线宽激光器的线宽非常窄，可调谐范围也相对较小，使用常规的光谱仪已难以测量。另外，常规的光谱仪为静态或准静态测量，难以满足不同频率调制带宽下频率调谐效率测量的需要。

发明内容

本发明提供了一种可调谐窄线宽激光器频率调谐效率测量方法及测量系统，能够解决现有技术中无法测量可调谐窄线宽激光器的频率调谐效率的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种可调谐窄线宽激光器频率调谐效率测量方法，所述方法包括：

信号发生器输出模拟正弦波信号至待测可调谐窄线宽激光器；

待测可调谐窄线宽激光器根据模拟正弦波信号的频率f_PGC和幅度V_PGC输出对应频率的激光至光纤起偏器；

光纤起偏器对激光进行起偏并输出线偏光至第一光纤隔离器；

第一光纤隔离器将线偏光单向传输至非平衡臂迈克尔逊干涉仪；

非平衡臂迈克尔逊干涉仪使线偏光发生干涉并输出干涉后的线偏光至第二光纤隔离器；

第二光纤隔离器将干涉后的线偏光单向传输至光电探测器；

光电探测器将干涉后的线偏光转换为模拟电信号并输出至数据采集模块；

数据采集模块将模拟电信号转换为初始数字电信号并输出至信号处理模块；

信号处理模块将初始数字电信号与频率为f_PGC的数字正弦波信号进行混频并滤波，得到第一数字电信号Z₁，将初始数字电信号与频率为3f_PGC的数字正弦波信号进行混频并滤波，得到第二数字电信号Z₃；

信号处理模块根据第一数字电信号Z₁和第二数字电信号Z₃得到中间参量Z₃₁；

信号处理模块根据一阶第一类贝塞尔函数J₁(C)和三阶第一类贝塞尔函数J₃(C)得到数字电信号函数Z(C)；