[发明专利]基于半导体可调谐激光器的脉冲式扫频光源及产生方法

说明书

本发明公开了一种基于半导体可调谐激光器的脉冲式扫频光源及产生方法，该脉冲式扫频光源包括半导体可调谐激光器，包括半导体光放大器SOA和标准具；CPU控制器，其固件库中预先写有通过检测设备获得的半导体可调谐激光器的电流和波长的对应表；FPGA器件，通过CPU控制器读取电流和波长对应表写入FPGA器件，并不断按照事先约定的波长步进切换电流和波长对应表，控制高速ADC对半导体可调谐激光器内部的标准具进行采样获得光谱数据；SOA驱动电路，当光谱数据稳定后，SOA驱动电路在FPGA器件产生的脉冲控制下，驱动半导体光放大器SOA输出脉冲光。

技术领域

本发明涉及半导体可调谐激光器技术领域，尤其涉及一种用于光纤光栅传感技术的光源。

背景技术

随着光纤光栅传感技术的快速发展，目前已经进入波分、时分复用的分布式解调阶段，分布式光纤光栅解调仪表也叫做阵列光栅解调仪表具有光栅点数密集(10cm)、数量众多、无熔接点等突出优点，一经推出就获得了好评。

阵列光栅在成缆时，实现了10cm间隔的连续在线刻写技术，可以在拉出光纤的同时对光纤进行刻写，不需要停机，极大提高了刻写效率。但是密集的光栅阵列也对解调提出了很高的要求。

传统的光纤光栅仪表采用F-P腔实现波长扫描，针对每个光栅进行独立的寻峰，光栅点数普遍不高于40个每通道。阵列光栅仪表在实现10cm间距的光栅刻写时，3km长度的光缆就拥有30000个光栅，如此大面积的光栅阵列，需要定位和波长的同时解调。

阵列光栅采用的解调方法时分定位和空分解调波长的方式，通过光源的脉冲工作和采集卡的高速采集实现每个光栅的位置确定；通过不同波长的频率步进拼接出每个光栅的回光光谱并解调出波长。

既要实现脉冲定位又要实现波长扫描，因此阵列光栅仪表的光源必须具有脉冲和扫频两种工作模式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对阵列光栅技术解调的困局，提出一种基于半导体可调谐激光器的脉冲式扫频光源，解决了阵列光栅技术的解调障碍，提供了一个高可靠、高稳定性的脉冲式扫频光源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提出一种基于半导体可调谐激光器的脉冲式扫频光源，包括以下步骤：

S1、通过检测设备获得半导体可调谐激光器的电流和波长对应表格，然后写CPU的固件库；

S2、CPU读取电流和波长对应表，通过FPGA控制4路电流输出，驱动半导体可调谐激光器发光，获得特定的波长输出；

S3、通过FPGA控制高速ADC对半导体可调谐激光器内部的标准具进行采样获得光谱数据，当光谱数据稳定后，表示激光器波长稳定，此时FPGA产生脉冲驱动半导体可调谐激光器内部的SOA工作，输出光信号只在SOA开通的时候工作，因此输出光信号被调制为脉冲；

S4、根据事先设定好的等待时间之后，CPU再次读取电流和波长对应表，跳转到下一个步进波长表，通过FPGA控制4路电流输出，驱动半导体可调谐激光器发光，获得特定的波长输出；

S5、通过FPGA控制高速ADC对半导体可调谐激光器内部的标准具进行采样获得光谱数据，当光谱数据稳定后，表示激光器波长稳定，此时FPGA产生脉冲驱动半导体可调谐激光器内部的SOA工作，输出光信号只在SOA开通的时候工作，因此输出光信号被调制为脉冲。

S6、如上反复的工作，直到波长步进到终点，CPU对系统复位，从第一个波长再次开始扫频步进。

S7、输出的光脉冲信号经过掺铒光纤放大器(EDFA)，获得20dB的增益，变为强功率光脉冲信号。

本发明所述的方法中，步骤S2中：