專利名稱：一種輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及光纖傳感領(lǐng)域，特別適用于大范圍、多點(diǎn)分布式實(shí)時(shí)光纖光柵傳感系統(tǒng)的光源。
背景技術(shù)：
[0002]光纖傳感技術(shù)是隨著光纖的出現(xiàn)和光纖通信的發(fā)展而逐漸形成的一門熱門技術(shù)。 它是以光為載體，光纖為傳輸介質(zhì)，對(duì)被測(cè)參量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。與傳統(tǒng)的電學(xué)傳感器相比，具有輕質(zhì)、耐腐蝕、耐高溫，抗電磁干擾，也不產(chǎn)生電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。此外光纖傳感器集傳感和傳輸于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)多路復(fù)用和分布式測(cè)量。[0003]而以光纖光柵為媒質(zhì)的傳感器可以依靠光柵布拉格波長(zhǎng)的變化量對(duì)多種參量進(jìn)行測(cè)量，如應(yīng)變和溫度等，因此得到廣泛的應(yīng)用。但一個(gè)輸出確定波長(zhǎng)和光功率的光源是此傳感器實(shí)用化的關(guān)鍵和難點(diǎn)，它的好壞決定著整個(gè)系統(tǒng)所送光信號(hào)的好壞。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)。[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為一種輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)，其特征在于它包括光路部分和控制模塊；[0006]光路部分包括順次連接的激光光源、光隔離器、帶通濾波器、可調(diào)諧濾波器、第一光分路器；第一光分路器的輸出光分為2路，I路正反饋給激光光源，另I路輸出給第二光分路器；第二光分路器的輸出光分為2路,I路直接輸出，另I 路輸出給米樣輸出光的標(biāo)準(zhǔn)亙.N 9[0007]控制模塊包括將采樣的輸出光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換模塊，計(jì)算輸出光波長(zhǎng)并用以控制所述可調(diào)諧濾波器的主控制器；主控制器通過三角波產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)模塊控制可調(diào)諧濾波器，光電轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與所述的標(biāo)準(zhǔn)具輸出端連接。[0008]按上述方案，所述的主控制器通過串口與計(jì)算機(jī)連接。[0009]按上述方案，所述的第一光分路器的輸出光分為10%和90%兩路，其中10%正反饋給激光光源，90%輸出給第二光分路器。[0010]按上述方案，所述的第二光分路器的輸出光分為50%和50%兩路。[0011]按上述方案,所述的帶通濾波器選用帶通波長(zhǎng)為1310nm±25nm。[0012]本實(shí)用新型的工作原理為通過對(duì)輸出光進(jìn)行采樣、轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算得到輸出光的波長(zhǎng)，將輸出光的波長(zhǎng)與設(shè)定的波長(zhǎng)相比較，對(duì)可調(diào)諧濾波器進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以保證輸出光為所需要的光。[0013]本實(shí)用新型的有益效果為[0014]I、通過在光路部分加入可調(diào)諧濾波器對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)諧，通過對(duì)輸出光進(jìn)行采樣并負(fù)反饋給控制模塊，可將輸出光的波長(zhǎng)與設(shè)定的波長(zhǎng)相比較后對(duì)可調(diào)諧濾波器進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以保證輸出光為所需要的光。[0015]2、主控制器通過串口與計(jì)算機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。[0016]3、第一光分路器的輸出光分為10%和90%兩路，可保證在激光光源正常工作的情況下，最大可能的不影響輸出光。[0017]4、第二光分路器的輸出光分為50%和50%兩路，使得盡最大可能使得采樣與輸出光相同。


[0018]圖I為本實(shí)用新型一實(shí)施例控制模塊原理框圖。[0019]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例光路部分原理框圖。
具體實(shí)施方式
圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例光路部分原理框圖，光路部分包括順次連接的激光光源、光隔離器、帶通濾波器、可調(diào)諧濾波器、第一光分路器；第一光分路器的輸出光分為2 路，I路為10%光量，正反饋給激光光源，另I路為90%光量，輸出給第二光分路器；第二光分路器的輸出光分為2路各50%光量,I路直接輸出，另I路輸出給米樣輸出光的標(biāo)準(zhǔn)具。光分路器的輸出的光分路根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定，也可根據(jù)需要進(jìn)行重新設(shè)定。[0021]激光光源選用激光器，是一種可以直接放大微弱光信號(hào)的光放大器。當(dāng)給器件加偏置電流時(shí)，電流可以使半導(dǎo)體增益物質(zhì)產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，使電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生自發(fā)輻射，當(dāng)外光場(chǎng)入射時(shí)會(huì)發(fā)生受激輻射，使入射光信號(hào)放大。[0022]光隔離器主要基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性，即當(dāng)光的傳播方向相反時(shí)，偏振面旋轉(zhuǎn)角方向不倒轉(zhuǎn)。光隔離器作用主要是防止光路中由于各種原因產(chǎn)生的后向傳輸光對(duì)光源以及光路系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響。[0023]帶通濾波器要是利用光學(xué)干涉的原理，使特定范圍的波長(zhǎng)可以通過。本實(shí)施例選用帶通波長(zhǎng)為1310nm±25nm，還可根據(jù)需要選擇其他類型的帶通波長(zhǎng)，例如 1550nm±40nmo[0024]可調(diào)諧濾波器是一種波長(zhǎng)選擇器件，可以在一定光帶寬范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)的選擇波長(zhǎng)。 其工作原理是通過改變壓電陶瓷電壓來改變由光纖端面形成的法布里一帕羅腔的長(zhǎng)度，從而達(dá)到波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)選擇的目的。[0025]光分路器(Optical Coupler)按原理可以分為熔融拉錐型和平面波導(dǎo)型兩種。本實(shí)施例使用的是熔融拉錐型光分路器是將兩根或多根光纖進(jìn)行側(cè)面熔接而成，通過改變光纖間的消逝場(chǎng)相互耦合以及改變光纖纖半徑來實(shí)現(xiàn)不同大小分支量。[0026]標(biāo)準(zhǔn)具即法布里一拍羅標(biāo)準(zhǔn)具(Fabry-Perot Etalon),它由一塊平行平板玻璃兩面鍍膜做成的光學(xué)器件，基于多光束干涉原理進(jìn)行波長(zhǎng)篩選。選擇的波長(zhǎng)間隔O波段為 2nm，C波段波長(zhǎng)間隔為2. 8nm。[0027]圖I為本實(shí)用新型一實(shí)施例控制模塊原理框圖，包括將采樣的輸出光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換模塊，計(jì)算輸出光波長(zhǎng)并用以控制所述可調(diào)諧濾波器的主控制器；主控制器通過三角波產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)模塊控制可調(diào)諧濾波器，光電轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與所述的標(biāo)準(zhǔn)具輸出端連接。主控制器通過串口與計(jì)算機(jī)連接。[0028]本實(shí)施例中主控制器為單片機(jī)，它用來控制可調(diào)諧濾波器驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生，通過 RS232串口與PC機(jī)或單片機(jī)通信，對(duì)輸出光信號(hào)采樣、分析，最終確認(rèn)輸出光信號(hào)波長(zhǎng)。它可以與外部控制單元進(jìn)行通信，由外部控制單元按照一定的通信協(xié)議通知單片機(jī)模塊輸出一定的波長(zhǎng)，也可以自身設(shè)定波長(zhǎng)，單片機(jī)控制模塊將此波長(zhǎng)信息轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過三角波產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)模塊，此三角波信號(hào)具有一定的驅(qū)動(dòng)能力，此電壓為可調(diào)諧濾波器輸出一定的電壓。光電轉(zhuǎn)換模塊將輸出光的一部分轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給單片機(jī)，單片機(jī)將此電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較，從而達(dá)到負(fù)反饋的作用，進(jìn)而控制輸出波長(zhǎng)和光強(qiáng)的目的。光電轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部集成光電二極管，此二極管能將輸出光的一小部分經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為電信號(hào)，此電信號(hào)的幅值與輸出光信號(hào)的強(qiáng)度成比例，此電信號(hào)的頻率與輸出光波的波長(zhǎng)成比例。由此信號(hào)可以確定輸出光信號(hào)的光強(qiáng)和波長(zhǎng)。
權(quán)利要求1.一種輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)，其特征在于它包括光路部分和控制模塊； 光路部分包括順次連接的激光光源、光隔離器、帶通濾波器、可調(diào)諧濾波器、第一光分路器；第一光分路器的輸出光分為2路，I路正反饋給激光光源，另I路輸出給第二光分路器；第二光分路器的輸出光分為2路,I路直接輸出，另I路輸出給米樣輸出光的標(biāo)準(zhǔn)具； 控制模塊包括將采樣的輸出光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換模塊，計(jì)算輸出光波長(zhǎng)并用以控制所述可調(diào)諧濾波器的主控制器；主控制器通過三角波產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)模塊控制可調(diào)諧濾波器，光電轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與所述的標(biāo)準(zhǔn)具輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)，其特征在于所述的主控制器通過串口與計(jì)算機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)，其特征在于所述的第一光分路器的輸出光分為10%和90%兩路，其中10%正反饋給激光光源，90%輸出給第二光分路器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)，其特征在于所述的第二光分路器的輸出光分為50%和50%兩路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)，其特征在于所述的帶通濾波器選用帶通波長(zhǎng)為1310nm±25nm。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧的激光光源系統(tǒng)，其特征在于它包括光路部分和控制模塊；光路部分包括順次連接的激光光源、光隔離器、帶通濾波器、可調(diào)諧濾波器、第一光分路器；第一光分路器的輸出光分為2路，1路正反饋給激光光源，另1路輸出給第二光分路器；第二光分路器的輸出光分為2路，1路直接輸出，另1路輸出給采樣輸出光的標(biāo)準(zhǔn)具；控制模塊包括將采樣的輸出光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換模塊，計(jì)算輸出光波長(zhǎng)并用以控制所述可調(diào)諧濾波器的主控制器；主控制器通過三角波產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)模塊控制可調(diào)諧濾波器，光電轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與所述的標(biāo)準(zhǔn)具輸出端連接。
文檔編號(hào)H01S5/0683GK202662972SQ20122016875
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者于本化, 覃瑋瑋, 印新達(dá) 申請(qǐng)人:武漢理工光科股份有限公司