[发明专利]一种任意波长激光相频噪声测试装置及方法

说明书

本发明公开一种任意波长激光相频噪声测试装置，包括待测光源、第一耦合器、第二耦合器、探测单元以及工控机；所述待测光源接入第一耦合器的输入端，所述待测光源通过第一耦合器输出两路不同延时长度的光束，第一耦合器的输出端与第二耦合器的输入端连接，所述第一耦合器和第二耦合器之间设置有分别调节两路光束的偏振控制器和可控光纤环，不同延时时间的两路光束通过第二耦合器分束得到三路光信号，第二耦合器的输出端接入探测单元的输入端，所述探测单元的输出端接入工控机。本发明可测试的激光器的相频噪声特性的频率范围更大，可以更全面的表征激光器的相频噪声特性。

技术领域

本发明属于激光器的技术领域，具体涉及一种任意波长激光相频噪声测试方法。

背景技术

高光谱纯度的单频窄线宽激光器在相干光通信，相干光传感，光谱分析等方面发挥着越来越重要的作用。激光器的相位频率噪声是衡量激光器性能的一个关键性指标，极大地影响着系统的性能。因此准确地测试及表征激光器的相频噪声特性是一个关键问题。

2013年，上海光机所的杨飞等人提出一种基于120度相差干涉仪的单频激光器相频噪声测试的技术（现有技术一）。这种方法主要基于干涉仪测量原理并巧妙借鉴相干探测的思想，即增加一个附加变量然后通过数字处理算法进行自适应的相位解调，可以准确表征以及测量得到相位相关的参数。但是，受限于迈克尔逊结构中法拉第旋镜的带宽，对于某些波段的激光无法测量。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种任意波长激光相频噪声测试方法。

技术方案：本发明所述一种任意波长激光相频噪声测试装置，包括待测光源、第一耦合器、第二耦合器、探测单元以及工控机；所述待测光源接入第一耦合器的输入端，所述待测光源通过第一耦合器输出两路不同延时长度的光束，第一耦合器的输出端与第二耦合器的输入端连接，所述第一耦合器和第二耦合器之间设置有分别调节两路光束的偏振控制器和可控光纤环，不同延时时间的两路光束通过第二耦合器分束得到三路光信号，第二耦合器的输出端接入探测单元的输入端，所述探测单元的输出端接入工控机。

一种利用上述所述装置进行任意波长激光相频噪声测试方法，包括如下步骤：

1）测量待测光源的功率，使进入装置的光源功率维持在0-13dBm范围之内；

2）将待测光源接入第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的输出端输出两路不同延时长度的光束，第一路光束通过偏振控制器控制偏振状态，保证两路不同延时长度的光束发生干涉时，干涉条纹的对比度保持最大状态；第二路光束通过可控光纤环控制延时时间，装置根据需要测试的频率范围选择合适的可控光纤环；根据第二耦合器干涉条纹对比度的大小调节偏振控制器的偏振状态，使干涉条纹对比度达到最大水平；两路不同延时长度的光束在第二耦合器上发生干涉，增加用于相位解调的第三个自由度，分束得到三路光信号；

3) 将第二耦合器所得到的三路光信号接入探测单元，所述探测单元将三路光信号转换为三路电信号；将探测单元输出的三路电信号接入工控机；

4) 工控机分析得到的三路电信号，根据延迟光纤的长度选择不同的算法解调所得到的三路电信号，从而得到宽带大频率范围的激光器的相频噪声特性参量。

优选地，所述第一耦合器为1×2耦合器，第一耦合器将待测光源分为两路不同延时长度的光束；第二耦合器为3×3耦合器，3×3耦合器用于不同延时时间的两束光发生干涉，增加了第三个自由度用于相位解调，不需要额外的主动控制手段保持正交性。

优选地，所述步骤2）中，可控光纤环根据需要测试的频率范围进行调节，对于较小的频率范围选择较小的延时长度，保证第一耦合器两臂的延时时间内相位的变化可以忽略；而对于较大的频率范围则选择较大的延时长度，保证第一耦合器两臂的延时时间超过待测光源的相干时间，其两臂的输出光信号不具有相干性。

优选地，所述偏振控制器为主动偏振控制器或手动偏振控制器。