[发明专利]一种多反馈激光器步进扫频驱动装置及方法

说明书

本公开提供了一种多反馈激光器步进扫频驱动装置，其特征在于，包括参考时钟，所述参考时钟连接鉴相器，所述鉴相器输出可调谐电压到低通滤波器，所述低通滤波器连接压控振荡器；所述压控振荡器分别连接分频器和电压电流转换器，所述分频器将压控振荡器输出的振荡频率进行分频，并反馈给鉴相器；所述电压电流转化器将所述震荡频率转化的电流信号输出到电流源，所述电流源连接激光器，所述激光器与第一分光器连接；所述第一分光器将激光器产生的光波一部分传输到传输光纤，另一部分传输到相位噪声探测器；所述相位噪声探测器将输出的相位噪声反馈给电流源。

技术领域

本公开属于光纤激光器驱动技术领域，尤其涉及一种多反馈激光器步进扫频驱动装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

激光器作为一种电光转换器件，由于其尺寸小、重量轻、低电压驱动、效率高等优点，在光纤传感中得到了普遍应用。实际应用中，要求激光器在光功率或者光波频率方面具有可调谐性，单独的激光器很难实现该功能，需要借助合适的硬件驱动技术，对激光器输出的光波强度或者频率进行调制。

发明人发现，现有方法的激光器驱动过程存在以下问题影响激光的频率精度：

(1)无法有效去除激光器自身存在的相位噪声；

(2)无法为激光器提供高精度高稳定性驱动信号；

(3)无法有效去除温度变化对激光器光波相位的不利影响。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种多反馈激光器步进扫频驱动装置及方法，所述方案通过多种反馈结构设计，为激光器提供高精度高稳定性驱动信号，且有效抑制了激光器本身的相位噪声，提高了激光器输出光波的频率精度。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种多反馈激光器步进扫频驱动装置，包括参考时钟，所述参考时钟连接鉴相器，所述鉴相器输出可调谐电压到低通滤波器，所述低通滤波器连接压控振荡器；所述压控振荡器分别连接分频器和电压电流转换器，所述分频器将压控振荡器输出的振荡频率进行分频，并反馈给鉴相器；

所述电压电流转化器将所述震荡频率转化的电流信号输出到电流源，所述电流源连接激光器，所述激光器与第一分光器连接；所述第一分光器将激光器产生的光波一部分传输到传输光纤，另一部分传输到相位噪声探测器；所述相位噪声探测器将输出的相位噪声反馈给电流源。

进一步的，所述相位噪声探测器用于检测激光器输出光波的相位噪声，将相位噪声测量值转换为直流电流信号输出给电流源，通过控制电流源的直流偏置信号对激光器输出的光波相位噪声进行抑制。

进一步的，所述电流源接收来自电压电流转换器的输入和相位噪声探测器的输入，所述电压电流转换器输出的电流信号作为电流源的交流基准，相位噪声探测器的输入作为电流源的直流基准。

进一步的，所述相位噪声探测器包括第二分光器，所述第二分光器将输入的光波分为两路，分别通过光纤延迟线和热噪声相位调制器输入到耦合器，所述耦合器输出干涉光波并输入到光电探测器，所述光电探测器输出两路信号，一路信号输出到所述电流源，另一路输出信号经信号放大操作后作为热噪声相位调制器的反馈信号。

进一步的，所述另一路输出信号经信号放大操作后作为热噪声相位调制器的反馈信号，具体为：所述光电探测器的另一路输出信号输入到互阻放大器，所述互阻放大器输出信号到差分放大器，所述差分放大器输出信号到驱动器，所述驱动器的输出作为热噪声相位调制器的反馈信号。

根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种多反馈激光器步进扫频驱动方法，其利用了上述的一种多反馈激光器步进扫频驱动装置，包括：

利用参考时钟提供的高稳定性时钟作为激光器驱动信号的基准频率；