[发明专利]基于F-P的脉冲激光发生器及方法

说明书

本发明公开了一种基于F‑P的脉冲激光发生器及方法，该脉冲激光发生器包括光源、压电陶瓷型可调谐波长滤波器、标准梳状滤波器、SOA环形激光器、电压驱动器、脉冲发生器和光谱对比模块；压电陶瓷型可调谐波长滤波器为F‑P腔，其输入端与光源连接，两个输出端与标准梳状滤波器连接、SOA环形激光器的输入端连接，其控制端连接电压驱动器的一个输出端；电压驱动器的另一个输出端与脉冲发生器的另一个输入端连接；标准梳状滤波器和SOA环形激光器的输出端与光谱对比模块连接。

技术领域

本发明属于光纤传感领域件领域，尤其涉及一种基于F-P的脉冲激光发生器及方法。

背景技术

可调谐波长滤波器是光纤传感领域中的核心器件，其种类繁多，例如电流调谐型，电压调谐型，压电陶瓷型等。其中压电陶瓷型可调谐波长滤波器由于具有响应速度快、不发热、推力大、波长分辨率高等诸多优点，在光纤传感领域中有着广泛的应用，例如可以用于光纤光栅传感器波长解调器件。压电陶瓷型可调谐波长滤波器利用法布里—珀罗(F-P)腔结构，通过压电陶瓷改变两个反射镜之间的距离(腔长)实现可变的波长输出。

传统的F-P腔可调谐波长滤波器采用三角波电压驱动方式，使F-P腔长随时间线性变化，从而保证输出波长的线性度；这种三角波电压一般由14位的D/A产生，以扫描周期为1s进行计算，其单波长稳定时间约为这个脉宽数量级的激光只能应用在波分复用(WDM)的解调方式中；通常激光器的带宽为40nm，而光栅间隔为2nm左右，因此传统的光纤光栅解调设备单通道所支持的光栅数通常为20个，这也极大地制约了光纤光栅类设备的探测距离；按照每10m铺设一个光栅计算，单通道的探测距离极限为200m，而分布式光纤的单通道探测距离通常可达公里级别。探测距离短已经成为了光纤光栅解调设备的一个致命缺陷，探测距离短在项目中意味着更高的成本，使其逐渐丧失了市场竞争力，越来越多地被分布式光纤解调设备所取代。但除去探测距离短外，光纤光栅对比分布式光纤设备的其他优势明显，例如信号强度高、稳定性好、空间分辨率高等，因此研制一种能够用于长距离光纤光栅探测的激光器显得迫在眉睫。

为提高光纤光栅解调设备的探测距离，首先要解决的就是激光器的问题，传统的WDM解调方式受到激光器扫描带宽的限制，而以现有的工艺，想制造更大带宽的激光器代价太大，从这个方向突破非常困难。因此唯一的出路就是将光时域反射(OTDR)技术引入光纤光栅解调设备中，该技术以窄线宽激光器为核心，通常线宽在20ns以内，按照光在光纤中的速度为2×108m/s计算，意味着在空间上每隔2m即可分辨出2个完全相同的光栅，实现了相同波长光栅的复用，可将光纤光栅解调设备的单通道探测距离提高到公里级。

发明内容

本发明针对传统F-P腔激光器输出线宽较宽，无法满足OTDR应用需求的情况，提供了一种基于F-P的脉冲激光发生器实现了间隔2m以上相同波长光栅的复用，且能将光纤光栅解调设备的单通道探测距离提高到了公里级。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于F-P的脉冲激光发生器，包括光源、压电陶瓷型可调谐波长滤波器、标准梳状滤波器、SOA环形激光器、电压驱动器、脉冲发生器和光谱对比模块；

压电陶瓷型可调谐波长滤波器为F-P腔，其输入端与光源连接，两个输出端与标准梳状滤波器连接、SOA环形激光器的输入端连接，其控制端连接电压驱动器的一个输出端；

电压驱动器的另一个输出端与脉冲发生器的另一个输入端连接；

标准梳状滤波器和SOA环形激光器的输出端与光谱对比模块连接。

接上述技术方案，所述光源为宽谱光源。