[发明专利]可调谐多普勒频移装置及方法

说明书

一种可调谐多普勒频移装置及方法，该装置包括：第一调制器，其光输入端接收一角频率为ω₁的第一激光，其射频输入端接收第一微波信号，用于将所述第一激光调制为角频率为ω₂的第二激光并输出；以及第二调制器，其光输入端接收所述第二激光，其射频输入端接收第二微波信号，用于将所述第二激光调制为角频率为ω₃的第三激光并输出。

技术领域

本发明属于光电子领域，特别涉及基于一种可调谐多普勒频移装置及方法。

背景技术

具有宽带线性调节能力的窄线宽激光光源在合成孔径激光雷达、卫星通信、相干光通信、高分辨率光谱、微波信号的光学产生等前沿学科和高科技领域有重要的应用需求。举例来说，多普勒激光雷达系统广泛应用于军事和气象领域。多普勒雷达系统中通常采用边缘检测法得到所测目标的散射信号的频移量，为了判断频移方向，需要在测量光路中加上固定的频移，该频移量的大小决定了激光雷达最大测量速度。因此，如何做到对激光进行高精度、功率可调节的移频显得尤为重要。

发明内容

鉴于上述技术问题，为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种可调谐多普勒频移装置及方法。

申请人发现由于光滤波器边沿并不完全陡峭，单次滤波进行小频率间隔移频时，载波和边带之间间隔过小，难以通过滤波分离，所以单次调制再滤波是无法实现小频率间隔频移的，本发明通过两次移频，可实现激光频率附近的小范围移频，另外通过改变激光器自身的参数(电流或温度)进行调谐，需要数十个振荡周期才能稳定输出，在稳定输出之前会有功率和频率的抖动，这种抖动会导致激光器的线宽展宽，激光器的噪声也会变大，而使用宽带调制器对激光进行载波抑制单边带调制，就可实现快速稳定的移频。

根据本发明的一个方面，提供了一种可调谐多普勒频移装置，包括：第一调制器，其光输入端接收一角频率为ω₁的第一激光，其射频输入端接收第一微波信号，用于将所述第一激光调制为角频率为ω₂的第二激光并输出；以及第二调制器，其光输入端接收所述第二激光，其射频输入端接收第二微波信号，用于将所述第二激光调制为角频率为ω₃的第三激光并输出。

根据本发明的另一方面，提供了一种可调谐多普勒频移方法，包括以下步骤：采用第一调制器利用第一微波信号将角频率为ω₁的第一激光调制为角频率为ω₂的第二激光并输出；以及采用第二调制器利用第二微波信号将角频率为ω₂的第二激光调制为角频率为ω₃的第三激光并输出。

从上述技术方案可以看出，本发明至少具有以下有益效果之一：

(1)通过两次移频，可实现激光频率附近的小范围移频；

(2)利用载波抑制单边带调制对激光进行移频，实现快速稳定的调频并最大程度上保留有效功率，通过控制可调谐微波源输出微波频率随时间线性变化，实现窄线宽激光输出频率的线性可调谐；

(3)设置滤波器去除非频移激光。

附图说明

图1为本发明一实施例可调谐多普勒频移装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例可调谐多普勒频移方法的频移示意图；

图3为本发明另一实施例可调谐多普勒频移方法的流程图。

具体实施方式

本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。