專利名稱：基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
通訊模塊的功耗。
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊即可采用獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換器，通過串行或并行 數(shù)據(jù)線與單片微處理器連接，也可集成在單片微處理器內(nèi)部(即釆用
含模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的單片微處理器)。
本實(shí)用新型對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，本裝置安裝在輸電線路 桿塔上，實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線路運(yùn)行狀況， 一旦絕緣子發(fā)生閃絡(luò)，能快速 準(zhǔn)確將故障信息以無線通訊的方式傳送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，有效提高輸電 線路故障檢測的自動(dòng)化和現(xiàn)代化水平；作為一種在野外運(yùn)行的設(shè)備， 裝置采用太陽能電池和可充電電池雙重電源供電，同時(shí)采用獨(dú)特的微 功耗技術(shù)和電源管理技術(shù)，有效解決了野外設(shè)備取電困難的問題，具 有很好的環(huán)境適用性。


圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的電路原理框圖； 圖2是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例單片微處理器、時(shí)鐘電路和微功耗無 線通訊模塊的電路原理圖3是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例大電流監(jiān)測電路的電路原理圖； 圖4是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例供電電源及其管理電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

如圖1-4所示，本優(yōu)選實(shí)施例中的輸電線路絕緣子閃絡(luò)故障監(jiān)測 定位裝置，包括大電流監(jiān)測電路l、供電電源及其管理電路2、模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊3、單片微處理器4、時(shí)鐘電路5和微功耗無線通訊模塊6，所 述供電電源及其管理電路2負(fù)責(zé)給整個(gè)裝置供電；微功耗無線通訊模 塊6與單片微處理器4的通訊接口連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；時(shí) 鐘電路5通過I2C總線與單片微處理器4連接，作為裝置內(nèi)部的實(shí)時(shí) 時(shí)鐘(含年、月、日、時(shí)、分、秒等信息)，以確定故障發(fā)生時(shí)間；模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊3采樣大電流監(jiān)測電路1的模擬輸出和供電電源及其管理 電路2中的電池電壓，經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)傳給單片微處理器4， 作為故障判斷和電池管理的依據(jù)。
所述大電流監(jiān)測電路1由大電流傳感器11、信號(hào)調(diào)理電路12、整
上述同步發(fā)生器33包括棱鏡25、棱鏡26、普克爾盒27、 5046E (普克 爾盒驅(qū)動(dòng)電源)23、 DG535 (數(shù)字脈沖延時(shí)/發(fā)生器)24,棱鏡25、棱鏡26 分別設(shè)置在普克爾盒27兩側(cè)，5046E23、 DG53524分別與普克爾盒27相接， 5046E23與DG53524相接，棱鏡26接入5046E23, DG53524接入泵浦源 29。
上述放大器34包括分束鏡1、半波片2、偏振片3、雙凸透鏡4、真空 管5、雙凸透鏡6、雙色鏡7、第二級(jí)放大晶體8、吸收盒9、高閾值膜反射 鏡10、半波片11、偏振片12、雙凸透鏡13、真空管14、雙凸透鏡15、雙 色鏡16、第一級(jí)放大晶體17、吸收盒18、雙凸透鏡19、雙凸透鏡20、轉(zhuǎn)偏 鏡21、反射鏡28、雙色鏡31和轉(zhuǎn)偏鏡32;同步發(fā)生器33出射的光路上依 次設(shè)置有反射鏡28、轉(zhuǎn)偏鏡21、雙凸透鏡20、雙色鏡16、第一級(jí)放大晶體
17、 雙色鏡31、雙凸透鏡19、雙色鏡7、第二級(jí)放大晶體8、轉(zhuǎn)偏鏡32和 壓縮器30;泵浦源29由分束鏡1出射兩路光， 一路光路上依次設(shè)置有半波 片2、偏振片3、雙凸透鏡4、真空管5、雙凸透鏡6、第二級(jí)放大晶體8和 吸收盒9，另一路光路上依次設(shè)置有高閾值膜反射鏡10、半波片11、偏振片 12、雙凸透鏡13、真空管14、雙凸透鏡15、第一級(jí)放大晶體17和吸收盒18。
上述雙凸透鏡20為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)。
上述雙凸透鏡19為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)。
上述第二級(jí)放大晶體8、第一級(jí)放大晶體17為BBO晶體。
本實(shí)用新型是將光纖激光器輸出的一束信號(hào)光，經(jīng)普克爾盒選取單脈沖 后，直接進(jìn)入非線性晶體中與一束同步的、高能量納秒級(jí)的窄帶泵浦光進(jìn)行 光參量耦合，同時(shí)產(chǎn)生第三束光即閑置光，耦合過程中能量從泵浦光脈沖轉(zhuǎn) 換到信號(hào)光脈沖，從而信號(hào)光脈沖被放大，放大后的信號(hào)光脈沖用結(jié)構(gòu)簡單 的雙光柵壓縮器壓縮到近傅立葉變換極限。因此本實(shí)用新型采用了光纖激光 器、放大器和壓縮器，并且利用非線性光纖環(huán)形鏡鎖模的8字形腔摻鐿光纖 激光器具有自啟動(dòng)、長時(shí)間穩(wěn)定鎖模、極少受外界環(huán)境變化的影響的特點(diǎn)， 采用集成化的被動(dòng)鎖模摻鐿光纖激光器作為種子源，避免了光學(xué)損傷的同 時(shí)，大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、便于維護(hù)。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的入射信號(hào)光的脈沖曲線圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的一級(jí)放大信號(hào)光增益圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的二級(jí)放大信號(hào)光增益圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的入射信號(hào)光和放大信號(hào)光光譜圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的閑頻光光譜圖。
附圖標(biāo)記說明如下-
l一分束鏡、2—半波片、3—偏振片、4一雙凸透鏡、5—真空管、6—雙 凸透鏡、7—雙色鏡、8—第二級(jí)放大晶體、9一吸收盒、10~高閾值膜反射 鏡、ll一半波片、12—偏振片、13—雙凸透鏡、14一真空管、15—雙凸透鏡、 16—雙色鏡、17—第一級(jí)放大晶體、18—吸收盒、19一雙凸透鏡、20~雙凸 透鏡、21—轉(zhuǎn)偏鏡、22—信號(hào)源、23—5046E (普克爾盒驅(qū)動(dòng)電源)、24— DG535 (數(shù)字脈沖延時(shí)/發(fā)生器)、25—棱鏡、26—棱鏡、27—普克爾盒、28 一反射鏡、29—泵浦源、30—壓縮器、31—雙色鏡、32—轉(zhuǎn)偏鏡、33—同步 發(fā)生器、34—放大器。
具體實(shí)施方式

參見圖l，本實(shí)用新型包括泵浦源29、信號(hào)源22、同步發(fā)生器33、放 大器34和壓縮器30，信號(hào)源22觸發(fā)同步發(fā)生器33，同步發(fā)生器33控制泵 浦源29，信號(hào)源22與泵浦源29同時(shí)接入放大器34，放大器34接入壓縮器 30。
其中泵浦源29采用Seeded PR II 8010型大能量單縱模調(diào)Q Nd:YAG 激光器或ps級(jí)泵浦源。
信號(hào)源22采用光纖激光器。
參見圖2，本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，其同步發(fā)生器33包括棱鏡25、 棱鏡26、普克爾盒27、 5046E (普克爾盒驅(qū)動(dòng)電源)23、 DG535 (數(shù)字脈沖 延時(shí)/發(fā)生器)24,棱鏡25、棱鏡26分別設(shè)置在普克爾盒27兩側(cè)，5046E23、 DG53524分別與普克爾盒27相接，5046E23與DG53524相接，棱鏡26接
入5046E23， DG53524接入泵浦源29。放大器34包括分束鏡1、半波片2、 偏振片3、雙凸透鏡4、真空管5、雙凸透鏡6、雙色鏡7、第二級(jí)放大BBO 晶體8、吸收盒9、高閾值膜反射鏡10、半波片11、偏振片12、雙凸透鏡 13、真空管14、雙凸透鏡15、雙色鏡16、第一級(jí)放大BBO晶體17、吸收 盒18、雙凸透鏡19、雙凸透鏡20、轉(zhuǎn)偏鏡21、反射鏡28、雙色鏡31和轉(zhuǎn) 偏鏡32;同步發(fā)生器33出射的光路上依次設(shè)置有反射鏡28、轉(zhuǎn)偏鏡21、雙 凸透鏡20、雙色鏡16、第一級(jí)放大BB0晶體17、雙色鏡31、雙凸透鏡19、 雙色鏡7、第二級(jí)放大BBO晶體8、轉(zhuǎn)偏鏡32和壓縮器30;泵浦源29由 分束鏡1出射兩路光， 一路光路上依次設(shè)置有半波片2、偏振片3、雙凸透 鏡4、真空管5、雙凸透鏡6、第二級(jí)放大BBO晶體8和吸收盒9，另一路 光路上依次設(shè)置有高閾值膜反射鏡10、半波片11、偏振片12、雙凸透鏡13、 真空管14、雙凸透鏡15、第一級(jí)放大BBO晶體17和吸收盒18。
其中雙凸透鏡20可以為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)，凸透鏡19為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)。
第二級(jí)放大晶體8、第一級(jí)放大晶體17采用BB0晶體。 本實(shí)用新型工作時(shí)，將光纖激光器22輸出的360ps、中心波長為1053nm 的種子光用格蘭棱鏡24分為兩束， 一束用PIN接收作為普克爾盒27電源觸 發(fā)信號(hào)，另一束進(jìn)入普克爾盒27進(jìn)行單脈沖選取。用普克爾盒27控制電源 的輸出信號(hào)觸發(fā)DG535， DG535的某一輸出通道經(jīng)延遲17(His后，來觸發(fā) 泵浦光的調(diào)Q開關(guān)，已達(dá)到種子同步控制泵浦光，同步精度達(dá)到500ps。將 單脈沖種子光的偏振方向轉(zhuǎn)換成水平偏振，注入BBO晶體中。泵浦源29發(fā) 出的泵浦光經(jīng)高閾值膜反射鏡、半波片、偏振片、雙凸透鏡、真空管后在 BBO晶體中與單脈沖種子光進(jìn)行光參量放大，放大后的信號(hào)光脈沖用壓縮 器30壓縮到接近傅立葉變換極限。
參見圖3—7，此為當(dāng)種子源單脈沖能量為1.5nJ、重復(fù)頻率為3.8MHz 時(shí)的效果圖，兩級(jí)泵浦光強(qiáng)均為350 MW/cm2，能量均為150mJ。放大過程 采用非共線、第一類相位匹配方式。放大介質(zhì)采用BBO晶體，尺寸為6mm X6mmX16咖，切割角為9=22.86。， <D=0°。非共線角為0.67。(晶體外部角 度為1.1。)?？偟膬粼鲆孢_(dá)到4X106。最終輸出能量為6mJ,能量波動(dòng)<2%。
權(quán)利要求1、一種基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)，其特征在于該放大系統(tǒng)包括泵浦源(29)、信號(hào)源(22)、同步發(fā)生器(33)、放大器(34)和壓縮器(30)，所述泵浦源(29)分別接入同步發(fā)生器(33)和放大器(34)，所述信號(hào)源(22)接入同步發(fā)生器(33)，所述同步發(fā)生器(33)接入放大器(34)，所述放大器(34)接入壓縮器(30)，信號(hào)源(22)觸發(fā)同步發(fā)生器(33)，同步發(fā)生器(33)控制泵浦源(29)，信號(hào)源(22)與泵浦源(29)同時(shí)接入放大器(34)，放大器(34)接入壓縮器(30)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)，其特 征在于所述泵浦源(29)采用Seeded PR II 8010型大能量單縱模調(diào)Q Nd:YAG激光器或ps級(jí)泵浦源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)，其特 征在于所述信號(hào)源(22)采用光纖激光器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)，其特 征在于所述同步發(fā)生器(33)包括棱鏡(25)、棱鏡(26)、普克爾盒(27)、 5046E (23)、 DG535 (24)，所述棱鏡(25)、棱鏡(26)分別設(shè)置在普克爾 盒(27)兩側(cè)，所述5046E (23)、 DG535 (24)分別與普克爾盒(27)相 接，所述5046E (23)與DG535 (24)相接，所述棱鏡(26)接入5046E (23)， 所述DG535 (24)接入泵浦源(29)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)，其特 征在于所述放大器(34)包括分束鏡(1)、半波片(2)、偏振片(3)、雙 凸透鏡(4)、真空管(5)、雙凸透鏡(6)、雙色鏡(7)、第二級(jí)放大晶體(8)、 吸收盒(9)、高閾值膜反射鏡(10)、半波片(11)、偏振片(12)、雙凸透 鏡(13)、真空管(14)、雙凸透鏡(15)、雙色鏡(16)、第一級(jí)放大晶體(17)、 吸收盒(18)、雙凸透鏡(19)、雙凸透鏡(20)、轉(zhuǎn)偏鏡(21)、反射鏡(28)、 雙色鏡(31)和轉(zhuǎn)偏鏡(32);所述同步發(fā)生器(33)出射的光路上依次設(shè)置有反射鏡(28)、轉(zhuǎn)偏鏡(21)、雙凸透鏡(20)、雙色鏡(16)、第一級(jí)放 大晶體(17)、雙色鏡(31)、雙凸透鏡(19)、雙色鏡(7)、放大晶體(8)、 轉(zhuǎn)偏鏡(32)和壓縮器(30);所述泵浦源(29)由分束鏡(1)出射兩路光， 一路光路上依次設(shè)置有半波片(2)、偏振片(3)、雙凸透鏡(4)、真空管(5)、 雙凸透鏡(6)、第二級(jí)放大晶體(8)和吸收盒(9)，另一路光路上依次設(shè) 置有高閾值膜反射鏡(10)、半波片(11)、偏振片(12)、雙凸透鏡(13)、 真空管(14)、雙凸透鏡(15)、第一級(jí)放大晶體(17)和吸收盒(18)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)，其特 征在于所述雙凸透鏡(20)為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)， 其特征在于所述雙凸透鏡(19)為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)， 其特征在于所述第二級(jí)放大晶體(8)、第一級(jí)放大晶體(17)為BBO晶 體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是本實(shí)用新型包括泵浦源、信號(hào)源、同步發(fā)生器、放大器和壓縮器，信號(hào)源觸發(fā)同步發(fā)生器，同步發(fā)生器控制泵浦源，信號(hào)源與泵浦源同時(shí)接入放大器，放大器接入壓縮器。本實(shí)用新型為解決背景技術(shù)中的啁啾脈沖光參量放大器存在的整個(gè)系統(tǒng)難以維護(hù)、穩(wěn)定性不高、結(jié)構(gòu)不緊湊且易產(chǎn)生光學(xué)損傷的技術(shù)問題，而提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、光束質(zhì)量好、信噪比高、單程增益高的基于全光纖激光器的光參量放大系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01S3/00GK201015020SQ200620135898
公開日2008年1月30日 申請日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月30日
發(fā)明者丁廣雷, 劉紅軍, 李曉莉, 王紅英, 衛(wèi) 趙, 陳國夫 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所