阅读说明：本技术 一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案 (Scheme for suppressing relaxation oscillation of fiber grating laser ) 是由 郭亚池 李冬 钟丽芳 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案,包括：分光器、光电探测器、跨阻放大器、放大器、相位调制电路；所述分光器用于使得一部分输出信号光进入光电探测器中,所述光电探测器将这一部分输出信号光转换电流信号；所述电流信号再经过跨阻放大器转换成电压信号后再通过放大器进行放大；所述相位调整电路对放大后的电压信号进行相位调整生成驰豫振荡抑制电压信号,所述驰豫振荡抑制电压信号的相位与驰豫振荡信号相差180°；所述驰豫振荡抑制电压信号接入对泵浦驱动的恒流源电路,以对驰豫振荡信号进行抑制。上述的光纤光栅激光器驰豫振荡光路结构,用于抑制光栅输出驰豫振荡信号,用于提高超窄线宽激光器的RIN噪声。(The invention provides a fiber grating laser relaxation oscillation suppression scheme, which comprises the following steps: the device comprises a light splitter, a photoelectric detector, a trans-impedance amplifier, an amplifier and a phase modulation circuit; the optical splitter is used for enabling a part of output signal light to enter a photoelectric detector, and the photoelectric detector converts the part of output signal light into a current signal; the current signal is converted into a voltage signal through a trans-impedance amplifier and then amplified through an amplifier; the phase adjusting circuit performs phase adjustment on the amplified voltage signal to generate a relaxation oscillation suppression voltage signal, and the phase of the relaxation oscillation suppression voltage signal is 180 degrees different from that of the relaxation oscillation signal; the relaxation oscillation suppression voltage signal is connected to a constant current source circuit driven by a pump so as to suppress the relaxation oscillation signal. The fiber grating laser relaxation oscillation optical path structure is used for inhibiting grating output relaxation oscillation signals and improving RIN noise of the ultra-narrow line width laser.)

一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案

技术领域

本发明涉及一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案。

背景技术

超窄线宽激光是在分布式光纤传感、激光雷达、水听等方面都有比较大的，窄线宽光纤激光器具有长增益区、结构紧凑,能量密度高,抗电磁干扰性强,温度膨胀系数小、且无需加散热等优点.随着光通信技术的发展,掺铒光纤、波分复用器、光纤光栅等光纤器件的成本逐年下降,光纤激光器的成本也在降低,因此光纤激光器已成为当今世界主流发展的激光器,大有取代同波长的固体激光器的趋势。

由于高性能单纵模窄线宽光纤激光器在军事等敏感领域有着广阔的应用需求，国外在核心技术和核心材料方面对我国实行禁运、产品进口受到限制、研究研制并建设发展具有我国自主知识产权的单纵模、窄线宽光纤激光器及设备生产线具有极其重要的意义。

存在缺陷：

目前的光纤光栅的激光器在驰豫振荡位置会有RIN噪声峰值，因此在客户的使用中如果客户需要该频率点的信息，会导致测试到的该频率内信号会有很强的干扰的信号。所以需要对驰豫振荡信号进行RIN噪声抑制。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案，用于抑制光栅输出驰豫振荡信号，用于提高超窄线宽激光器的RIN噪声。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案，包括：分光器、光电探测器、跨阻放大器、放大器、相位调制电路；

所述分光器用于使得一部分输出信号光进入光电探测器中，所述光电探测器将这一部分输出信号光转换电流信号；所述电流信号再经过跨阻放大器转换成电压信号后再通过放大器进行放大；所述相位调整电路对放大后的电压信号进行相位调整生成驰豫振荡抑制电压信号，所述驰豫振荡抑制电压信号的相位与驰豫振荡信号相差180°；所述驰豫振荡抑制电压信号接入对泵浦驱动的恒流源电路，以对驰豫振荡信号进行抑制。

在一较佳实施例中：所述光电探测器的阴极连接所述分光器的输出端，阳极连接至跨阻放大器的负极输入端。

在一较佳实施例中：所述跨阻放大器的正极输入端接地，并且所述跨阻放大器的负极和输出端之间连接有电阻，所述电阻与一电容并联。

在一较佳实施例中：所述相位调制电路包括90°-180°移相电路和180°-270°移相电路。

在一较佳实施例中：还包括同向加法器，所述驰豫振荡抑制电压信号输入同向加法器的“LD_AC_BACK”端，与单片机DAC输出的直流信号“LD_DC_SET”进行叠加，以此让激光器产生一个相位相反的电流信号，进而在光上产生一个与驰豫振荡信号相位相反的信号，来对驰豫振荡信号进行抑制。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

1.本发明提供了一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案，采用高速运放进行TIA电路设计，可以完整的还原驰豫振荡信号。

2.本发明提供了一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案，采用特殊设计的移相电路，可以进行90度到270度的相移，同时增加数字电位器，可以通过软件进行相位调节。

3.本发明提供了一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案，整体驰豫振荡信号可以达到25dB左右的抑制效果。

4.本发明提供了一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案，成本较低，不需要增加光路方案的抑制器件。

附图说明

图1为本发明优选实施例中光纤光栅激光器驰豫振荡光路结构图；

图2为本发明优选实施例中跨阻放大器的电路图；

图3为本发明优选实施例中90°-180°移相电路图；

图4为本发明优选实施例中180°-270°移相电路图；

图5为本发明优选实施例中电流源的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1-图5，本发明提供了一种光纤光栅激光器驰豫振荡抑制方案，包括：分光器、光电探测器、跨阻放大器、放大器、相位调制电路；

所述分光器用于使得一部分输出信号光进入光电探测器中，所述光电探测器将这一部分输出信号光转换电流信号；所述电流信号再经过跨阻放大器转换成电压信号后再通过放大器进行放大；所述相位调整电路对放大后的电压信号进行相位调整生成驰豫振荡抑制电压信号，所述驰豫振荡抑制电压信号的相位与驰豫振荡信号相差180°；所述驰豫振荡抑制电压信号接入对泵浦驱动的恒流源电路，以对驰豫振荡信号进行抑制。

本实施例中，设计的时候需要考虑电路的整体带宽，因为驰豫振荡信号的信号频率在大约250KHz左右，所以在跨阻放大器的运放选型上需要考虑带宽较高和Ibias较小的运放，同时采用反偏的接法，增加信号速率。

具体来说，所述光电探测器的阴极连接所述分光器的输出端，阳极连接至跨阻放大器的负极输入端。所述跨阻放大器的正极输入端接地，并且所述跨阻放大器的负极和输出端之间连接有电阻，所述电阻与一电容并联。

因为整体的相位移动大约在180度附近，所以需要预留90度到270度的相移的电路，因此所述相位调制电路包括90°-180°移相电路和180°-270°移相电路，具体的电路图请见图3和图4。

本实施例中，还包括同向加法器，所述驰豫振荡抑制电压信号输入同向加法器的“LD_AC_BACK”端，与单片机DAC输出的直流信号“LD_DC_SET”进行叠加，以此让激光器产生一个相位相反的电流信号，进而在光上产生一个与驰豫振荡信号相位相反的信号，来对驰豫振荡信号进行抑制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。