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一種電控光取樣系統(tǒng)及太赫茲時域光譜儀的制作方法

文檔序號:12356832閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述電控光取樣系統(tǒng)包括第一激光模塊、第二激光模塊、第一分束器、第二分束器、第一光電傳感器、第二光電傳感器、相位探測器、加法器和函數(shù)發(fā)生器,其中,所述第一激光模塊包括壓電傳感器;

所述第一分束器通過光纖與所述第一激光模塊連接,所述第二分束器通過光纖與所述第二激光模塊連接,所述第一光電傳感器和所述第二光電傳感器均與所述相位探測器連接,所述相位探測器和所述函數(shù)發(fā)生器均與所述加法器連接,所述加法器與所述壓電傳感器連接;

所述函數(shù)發(fā)生器輸出相位調(diào)制信號,所述壓電傳感器根據(jù)所述相位調(diào)制信號調(diào)節(jié)所述第一激光模塊的腔體長度,控制所述第一激光模塊發(fā)射預(yù)設(shè)相位的泵浦脈沖,所述第一分束器將所述泵浦脈沖分束為透射泵浦脈沖和反射泵浦脈沖,其中,所述反射泵浦脈沖發(fā)射至所述第一光電傳感器;所述第一光電傳感器將所述反射泵浦脈沖轉(zhuǎn)換為第一電脈沖信號并傳遞給所述相位探測器;

所述第二激光模塊發(fā)射與所述泵浦脈沖之間具有預(yù)設(shè)相位差的探測脈沖,所述第二分束器將所述探測脈沖分束為透射探測脈沖和反射探測脈沖,其中,所述反射探測脈沖發(fā)射至所述第二光電傳感器;所述第二光電傳感器將所述反射探測脈沖轉(zhuǎn)換為第二電脈沖信號并傳遞給所述相位探測器;

所述相位探測器探測所述預(yù)設(shè)相位差,并生成與所述預(yù)設(shè)相位差線性正相關(guān)的電壓信號;所述函數(shù)發(fā)生器持續(xù)輸出所述相位調(diào)制信號;所述加法器對所述電壓信號和所述相位調(diào)制信號進(jìn)行疊加并輸出給所述壓電傳感器;所述壓電傳感器根據(jù)所述加法器輸出的信號反饋調(diào)節(jié)所述第一激光模塊的腔體長度。

2.如權(quán)利要求1所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述第一激光模塊還包括激光器、波分復(fù)用器、耦合器、偏振控制器、電光調(diào)制器、可調(diào)諧濾波器、光隔離器和光纖放大器;

所述激光器、所述波分復(fù)用器、所述耦合器、所述偏振控制器、所述電光調(diào)制器、所述壓電傳感器、所述可調(diào)諧濾波器、所述光隔離器和所述光纖放大器通過光纖依次連接,構(gòu)成環(huán)形諧振腔;

所述激光器發(fā)射泵浦光源,所述泵浦光源經(jīng)所述波分復(fù)用器耦合到所述耦合器,所述耦合器將所述泵浦光源傳輸給所述偏振控制器,所述偏振控制器調(diào)節(jié)所述泵浦光源的偏振狀態(tài)并輸出給所述電光調(diào)制器,所述電光調(diào)制器將所述泵浦光源調(diào)制為預(yù)設(shè)相位的泵浦光源并輸出給所述壓電傳感器,所述壓電傳感器根據(jù)所述相位調(diào)制信號調(diào)節(jié)所述環(huán)形諧振腔的腔體長度,所述可調(diào)諧濾波器將所述預(yù)設(shè)相位的泵浦光源調(diào)節(jié)為單一波長的激光脈沖,所述光隔離器將所述單一波長的泵浦光源單向傳輸至所述光纖放大器,所述光纖放大器將所述單一波長的泵浦光源增益放大為泵浦脈沖,所述波分復(fù)用器將所述泵浦脈沖耦合至所述耦合器,所述耦合器將所述泵浦脈沖的一部分耦合至所述第一分束器、另一部分耦合至所述偏振控制器。

3.如權(quán)利要求2所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述第一激光模塊還包括連接在所述耦合器和所述偏振控制器之間的機(jī)械延時線,所述機(jī)械延時線還與所述加法器連接,在所述環(huán)形諧振腔的重復(fù)頻率的漂移率大于預(yù)設(shè)閾值時,所述機(jī)械延時線根據(jù)所述加法器輸出的信號調(diào)節(jié)所述環(huán)形諧振腔的腔體長度。

4.如權(quán)利要求2所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述激光器為半導(dǎo)體激光器。

5.如權(quán)利要求2所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述電光調(diào)制器為鈮酸鋰調(diào)制器。

6.如權(quán)利要求2所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述光纖放大器為摻鉺光纖放大器。

7.如權(quán)利要求1所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述透射泵浦脈沖的能量大于所述反射泵浦脈沖的能量,所述透射探測脈沖的能量大于所述反射探測脈沖的能量。

8.如權(quán)利要求1所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述第二激光模塊為摻鉺激光器。

9.如權(quán)利要求1所述的電控光取樣系統(tǒng),其特征在于,所述第一光電傳感器和所述第二光電傳感器均為光電二極管。

10.一種太赫茲時域光譜儀,其特征在于,所述太赫茲時域光譜儀包括如權(quán)利要求1~9任一項所述的電控光取樣系統(tǒng),還包括:

通過光纖與所述電控光取樣系統(tǒng)連接,接收所述透射泵浦脈沖和所述透射探測脈沖,并將所述透射泵浦脈沖和所述透射探測脈沖轉(zhuǎn)化為電流信號的太赫茲模塊;以及

與所述太赫茲模塊連接,將所述電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并處理的數(shù)據(jù)處理模塊。

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