一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源。它包括順次設(shè)置的，且信號連接的無制冷泵浦激光器、聚焦鏡、摻鉺光纖，在無制冷泵浦激光器與聚焦鏡之間設(shè)置選頻光柵和溫度補償光柵，聚焦鏡的輸出信號發(fā)送給摻鉺光纖。摻鉺光纖的正向輸出端與反射鏡光柵信號連接，信號經(jīng)過反射鏡光柵的反射后再次返回?fù)姐s光纖，摻鉺光纖反向輸出端設(shè)置輸出光譜濾波光柵，輸出光譜濾波光柵的輸出信號為整個裝置的輸出信號。本發(fā)明的有益效果是：本專利針對泵浦激光器輸出中心波長漂移與輸出光譜譜寬的變化，提出了采用多光柵復(fù)合控制方案，有效地控制了泵浦激光器的輸出光譜譜寬變化和中心波長溫度漂移。
【專利說明】一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于摻鉺光纖光源，具體涉及一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前光纖陀螺普遍采用兩種光源:SLD與摻鉺光纖光源，SLD光源溫度性能較差，需要TEC (熱電控制)降低其溫度敏感性能，受限于TEC控制精度的影響，高精度光纖陀螺廣泛采用摻鉺光纖光源，摻鉺光纖光源的關(guān)鍵部件是泵浦激光器，其主要作用是為摻鉺光纖光源提供980nm或者是1480nm的泵浦光。在實際應(yīng)用中，泵浦激光器的輸出光會隨著外界環(huán)境的變化而產(chǎn)生波動，主要是體現(xiàn)在中心波長的漂移和輸出光譜的譜寬的變化，這兩個因素的變化會對摻鉺光纖光源性能造成很大的影響。需要采取措施對其進行有效的控制降低其影響。
[0003]具體的說，現(xiàn)有的摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)一般分為如附圖1?4所示的四種:單程前向、單程后向、雙程前向、雙程后向。四種結(jié)構(gòu)的組成部件均由無制冷泵浦激光器、摻鉺光纖、反射鏡、聚焦透鏡組成，但是器件的位置不同決定了光源的不同結(jié)構(gòu)?？偟膩碚f在同等鉺纖長度和泵浦激光器輸出的條件下，由于單通結(jié)構(gòu)僅利用摻鉺光纖中的前向或者后向放大的自發(fā)輻射，而另一方向的自發(fā)輻射沒有有效的利用，因此單通結(jié)構(gòu)較雙通結(jié)構(gòu)輸出光功率低。
[0004]單通結(jié)構(gòu)中單通前向結(jié)構(gòu)(如圖1)，若摻鉺光纖長度較長時，光纖輸出端的泵浦光差不多損耗殆盡，此時前向輸出光強比較弱，加之泵浦激光器和光纖陀螺光信號之間都會產(chǎn)生光反饋，這兩種光反饋會在摻鉺光纖中形成諧振腔，使輸出光譜變窄，因此在干涉式光纖陀螺一般不采用此結(jié)構(gòu)。單通后向結(jié)構(gòu)(如圖2)，此結(jié)構(gòu)中摻鉺光纖延前、后兩個方向產(chǎn)生自發(fā)放大的自發(fā)輻射信號，此方案的特點是僅利用后向自發(fā)放大的自發(fā)輻射光，其優(yōu)勢之一是能夠有效地避免光反饋引入的附加噪聲，優(yōu)勢之二是此結(jié)構(gòu)可以對大范圍內(nèi)的泵浦功率變化不敏感，呈現(xiàn)出高的穩(wěn)定性。
[0005]雙通結(jié)構(gòu)中雙通前向結(jié)構(gòu)(如圖3)，反射鏡在泵浦光輸入端，采用波分復(fù)用器將泵浦光注入摻鉺光纖中，沿前向、后向兩個方向產(chǎn)生放大的自發(fā)福射信號，向后的ASE經(jīng)反射鏡反射后再次通過摻鉺光纖放大并與前向ASE (自發(fā)放大輻射)疊加，形成更強的前向輸出功率。雙通后向結(jié)構(gòu)(如圖4)，利用波分復(fù)用器將泵浦光注入摻餌光纖中，向前、向后兩個方向產(chǎn)生自發(fā)輻射信號。向前的ASE經(jīng)反射鏡反射后再次通過摻餌光纖放大后并與向后ASE疊加，形成更強的后向輸出功率。兩種結(jié)構(gòu)中雙通后向結(jié)構(gòu)比雙通前向結(jié)構(gòu)具有更好的波長穩(wěn)定性。
[0006]總之這四種結(jié)構(gòu)同樣存在泵浦激光器的輸出中心波長穩(wěn)定問題，在實際應(yīng)用中無法很好的滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源。
[0008]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，包括順次設(shè)置的，且信號連接的無制冷泵浦激光器、聚焦鏡、摻鉺光纖，在無制冷泵浦激光器與聚焦鏡之間設(shè)置選頻光柵和溫度補償光柵，聚焦鏡的輸出信號發(fā)送給摻鉺光纖。摻鉺光纖的正向輸出端與反射鏡光柵信號連接，信號經(jīng)過反射鏡光柵的反射后再次返回?fù)姐s光纖，摻鉺光纖反向輸出端設(shè)置輸出光譜濾波光柵，輸出光譜濾波光柵的輸出信號為整個裝置的輸出信號。
[0009]如上所述的一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，其中，設(shè)置順序為無制冷泵浦激光器的輸出信號發(fā)送給選頻光柵，選頻光柵的輸出信號發(fā)送給溫度補償光柵，溫度補償光柵的輸出信號發(fā)送給聚焦鏡。
[0010]如上所述的一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，其中，在該裝置中選頻光柵作用是激光器輸出光的選頻，溫度補償光柵主要作用是中心波長的溫度變化補償，輸出光譜濾波光柵的作用是輸出光譜濾波，進一步保證了輸出光譜的穩(wěn)定性能，反射鏡光柵啟反射鏡作用。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本專利針對泵浦激光器輸出中心波長漂移與輸出光譜譜寬的變化，提出了采用多光柵復(fù)合控制方案，有效地控制了泵浦激光器的輸出光譜譜寬變化和中心波長溫度漂移。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是傳統(tǒng)技術(shù)中單程前向摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是傳統(tǒng)技術(shù)中單程后向摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是傳統(tǒng)技術(shù)中雙程前向摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是傳統(tǒng)技術(shù)中雙程后向摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是本發(fā)明提供的單程前向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6是本發(fā)明提供的單程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖7是本發(fā)明提供的雙程前向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8是本發(fā)明提供的雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖中:1.無制冷泵浦激光器、2.聚焦鏡、3.摻鉺光纖、4.信號輸出、5.選頻光柵、
6.溫度補償光柵、7.輸出光譜濾波光柵、8.反射鏡光柵。
【具體實施方式】
[0021]實例一
[0022]如附圖5所示，一種單程前向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，包括順次設(shè)置的，且信號連接的無制冷泵浦激光器1、聚焦鏡2、摻鉺光纖3，與傳統(tǒng)技術(shù)方案不同的是，在無制冷泵浦激光器I與聚焦鏡2之間設(shè)置選頻光柵5和溫度補償光柵6，設(shè)置順序為無制冷泵浦激光器I的輸出信號發(fā)送給選頻光柵5,選頻光柵5的輸出信號發(fā)送給溫度補償光柵6,溫度補償光柵6的輸出信號發(fā)送給聚焦鏡2。在摻鉺光纖3的輸出端設(shè)置輸出光譜濾波光柵
7。輸出光譜濾波光柵7的輸出信號為整個裝置的輸出信號。[0023]在該裝置中選頻光柵5作用是激光器輸出光的選頻(即中心波長選擇)，溫度補償光柵6主要作用是中心波長的溫度變化補償，輸出光譜濾波光柵7的作用是輸出光譜濾波，進一步保證了輸出光譜的穩(wěn)定性能。
[0024]該裝置的工作過程大致為:無制冷泵浦激光器I產(chǎn)生原始信號，該原始信號經(jīng)過選頻光柵5的選頻和溫度補償光柵6的溫度補償后，發(fā)送給聚焦鏡2，經(jīng)過聚焦鏡2的聚焦后信號被發(fā)送給摻鉺光纖3,經(jīng)過摻鉺光纖3的處理,信號被發(fā)送給輸出光譜濾波光柵7,經(jīng)過該輸出光譜濾波光柵7的再次濾波后生成最終的輸出信號。
[0025]實施例二
[0026]如附圖6所示，一種單程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，包括順次設(shè)置的，且信號連接的無制冷泵浦激光器1、聚焦鏡2、摻鉺光纖3，與傳統(tǒng)技術(shù)方案不同的是，在無制冷泵浦激光器I與聚焦鏡2之間設(shè)置選頻光柵5和溫度補償光柵6，設(shè)置順序為無制冷泵浦激光器I的輸出信號發(fā)送給選頻光柵5,選頻光柵5的輸出信號發(fā)送給溫度補償光柵6,溫度補償光柵6的輸出信號發(fā)送給聚焦鏡2。在摻鉺光纖3的正向輸出端設(shè)置反射鏡光柵8,在摻鉺光纖3的反向輸出端設(shè)置輸出光譜濾波光柵7。輸出光譜濾波光柵7的輸出信號為整個裝置的輸出信號。
[0027]在該裝置中選頻光柵5作用是激光器輸出光的選頻(即中心波長選擇)，溫度補償光柵6主要作用是中心波長的溫度變化補償，輸出光譜濾波光柵7的作用是輸出光譜濾波，進一步保證了輸出光譜的穩(wěn)定性能，反射鏡光柵8啟反射鏡作用。
[0028]該裝置的工作過程大致為:無制冷泵浦激光器I產(chǎn)生原始信號，該原始信號經(jīng)過選頻光柵5的選頻和溫度補償光柵6的溫度補償后，發(fā)送給聚焦鏡2，經(jīng)過聚焦鏡2的聚焦后信號被發(fā)送給摻鉺光纖3，經(jīng)過摻鉺光纖3的處理，信號被發(fā)送給反射鏡光柵8，經(jīng)過反射，信號再次進入摻鉺光纖3，經(jīng)過摻鉺光纖3的處理，信號被發(fā)送給輸出光譜濾波光柵7，經(jīng)過該輸出光譜濾波光柵7的再次濾波后生成最終的輸出信號。
[0029]實施例三
[0030]如附圖7所示，一種雙程前向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，包括順次設(shè)置的，且信號連接的無制冷泵浦激光器1、聚焦鏡2、摻鉺光纖3，與傳統(tǒng)技術(shù)方案不同的是，在無制冷泵浦激光器I與聚焦鏡2之間設(shè)置選頻光柵5和溫度補償光柵6，設(shè)置順序為無制冷泵浦激光器I的輸出信號發(fā)送給選頻光柵5,選頻光柵5的輸出信號發(fā)送給溫度補償光柵6,溫度補償光柵6的輸出信號發(fā)送給聚焦鏡2。在聚焦鏡2和摻鉺光纖3之間設(shè)置反射鏡光柵8,并且反射鏡光柵8的反射面朝向摻鉺光纖3,在摻鉺光纖3的反向輸出端設(shè)置輸出光譜濾波光柵7。輸出光譜濾波光柵7的輸出信號為整個裝置的輸出信號。
[0031]在該裝置中選頻光柵5作用是激光器輸出光的選頻(即中心波長選擇)，溫度補償光柵6主要作用是中心波長的溫度變化補償，輸出光譜濾波光柵7的作用是輸出光譜濾波，進一步保證了輸出光譜的穩(wěn)定性能，反射鏡光柵8啟反射鏡作用。
[0032]該裝置的工作過程大致為:無制冷泵浦激光器I產(chǎn)生原始信號，該原始信號經(jīng)過選頻光柵5的選頻和溫度補償光柵6的溫度補償后，發(fā)送給聚焦鏡2，經(jīng)過聚焦鏡2的聚焦后信號被發(fā)送給摻鉺光纖3，摻鉺光纖3，經(jīng)過摻鉺光纖3的處理，信號被發(fā)送給反射鏡光柵8，經(jīng)過反射，信號再次進入摻鉺光纖3，經(jīng)過摻鉺光纖3的處理，信號被發(fā)送給輸出光譜濾波光柵7，經(jīng)過該輸出光譜濾波光柵7的再次濾波后生成最終的輸出信號。[0033]實施例四
[0034]如附圖8所示，一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，包括順次設(shè)置的，且信號連接的無制冷泵浦激光器1、聚焦鏡2、摻鉺光纖3，與傳統(tǒng)技術(shù)方案不同的是，在無制冷泵浦激光器I與聚焦鏡2之間設(shè)置選頻光柵5和溫度補償光柵6，設(shè)置順序為無制冷泵浦激光器I的輸出信號發(fā)送給選頻光柵5,選頻光柵5的輸出信號發(fā)送給溫度補償光柵6,溫度補償光柵6的輸出信號發(fā)送給聚焦鏡2。聚焦鏡2的輸出信號發(fā)送給摻鉺光纖3。摻鉺光纖3的正向輸出端與反射鏡光柵8信號連接，信號經(jīng)過反射鏡光柵8的反射后再次返回?fù)姐s光纖3。摻鉺光纖3反向輸出端設(shè)置輸出光譜濾波光柵7。輸出光譜濾波光柵7的輸出信號為整個裝置的輸出信號。
[0035]在該裝置中選頻光柵5作用是激光器輸出光的選頻(即中心波長選擇)，溫度補償光柵6主要作用是中心波長的溫度變化補償，輸出光譜濾波光柵7的作用是輸出光譜濾波，進一步保證了輸出光譜的穩(wěn)定性能，反射鏡光柵8啟反射鏡作用。
[0036]該裝置的工作過程大致為:無制冷泵浦激光器I產(chǎn)生原始信號，該原始信號經(jīng)過選頻光柵5的選頻和溫度補償光柵6的溫度補償后，發(fā)送給聚焦鏡2，經(jīng)過聚焦鏡2的聚焦后信號被發(fā)送給摻鉺光纖3，摻鉺光纖3，經(jīng)過摻鉺光纖3的處理，信號被發(fā)送給反射鏡光柵8，經(jīng)過反射，信號再次進入摻鉺光纖3，經(jīng)過摻鉺光纖3的處理，信號被發(fā)送給輸出光譜濾波光柵7，經(jīng)過該輸出光譜濾波光柵7的再次濾波后生成最終的輸出信號。
【權(quán)利要求】
1.一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，包括順次設(shè)置的，且信號連接的無制冷泵浦激光器(I)、聚焦鏡(2)、摻鉺光纖(3)，其特征在于:在無制冷泵浦激光器(I)與聚焦鏡(2)之間設(shè)置選頻光柵(5)和溫度補償光柵(6)，聚焦鏡(2)的輸出信號發(fā)送給摻鉺光纖(3)，摻鉺光纖(3)的正向輸出端與反射鏡光柵(8)信號連接，信號經(jīng)過反射鏡光柵(8)的反射后再次返回?fù)姐s光纖(3 ),摻鉺光纖(3 )反向輸出端設(shè)置輸出光譜濾波光柵(7 ),輸出光譜濾波光柵(7)的輸出信號為整個裝置的輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源，其特征在于:設(shè)置順序為無制冷泵浦激光器(I)的輸出信號發(fā)送給選頻光柵(5)，選頻光柵(5)的輸出信號發(fā)送給溫度補償光柵(6 )，溫度補償光柵(6 )的輸出信號發(fā)送給聚焦鏡(2 )。
3.如權(quán)利要求2所述的一種雙程后向多光柵復(fù)合控制摻鉺光纖光源,其特征在于:在該裝置中選頻光柵(5)作用是激光器輸出光的選頻，溫度補償光柵(6)主要作用是中心波長的溫度變化補償，輸出光譜濾波光柵(7)的作用是輸出光譜濾波，進一步保證了輸出光譜的穩(wěn)定性能，反射鏡光柵(8)啟反射鏡作用。
【文檔編號】H01S3/1055GK103887697SQ201310556781
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】于懷勇, 吳衍記, 李宗利, 胡斌, 張麗哲 申請人:北京自動化控制設(shè)備研究所