一种激光光谱相位调制系统的制作方法

1.本发明属于激光领域，尤其涉及一种激光光谱相位调制系统。


背景技术：

2.激光相位调制器系统用于对激光光谱进行相位调制，现有的激光光谱相位调制系统的调制信号由宽带噪声源、滤波器及功率放大器三者提供，宽带噪声源输出宽带白噪声，滤波器用于选出所需白噪声的范围，功率放大器将白噪声功率放大至所需功率后输入相位调制器，激光源输出的激光通过相位调制器后光谱被调制，图1所示为目前常见的激光光谱调制系统结构示意图，该系统包括：宽带噪声源i 101、滤波器i 102、功率放大器i 103、激光光源i 104和相位调制器i 105。
3.现有的激光光谱相位调制系统虽然能够实现激光光谱的单一调制，但还存在以下缺陷：(1)激光光源光谱调制范围受限，这是因为现有的相位调制器对于输入噪声信号的幅值有所要求，要求噪声信号幅值需超过相位调制器的半波电压，方可达到预期效果，然而受限于功率放大器的功率，目前仅能支持有限带宽范围的噪声源(比如常见的1～5ghz)达到相位调制器所需半波电压，从而限制激光光源光谱调制范围；(2)激光光源光谱调制形貌单一，宽带噪声源一般为白噪声，分布单一，对于部分特殊要求的激光光源光谱调制，比如要求噪声源在不同频率范围内具有不同幅值的情况，现有设计是无法实现的。
4.因此，亟需一种激光光谱相位调制系统，该系统能够实现较宽范围的激光光源光谱调制，且能够增加激光光谱相位调制的多样性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种激光光谱相位调制系统，该系统能够扩展激光光源光谱调制范围，并且增加激光光谱调制的多样性。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种激光光谱相位调制系统，所述系统包括：激光光源、多个相位调制器、宽带噪声源、分束器、多个滤波器和多个功率放大器；
7.所述多个相位调制器一一级联，第一级相位调制器连接激光光源，最后一级相位调制器的输出为激光输出；
8.所述分束器连接宽带噪声源，将噪声信号分为多束；
9.所述滤波器的数量与相位调制器数量一致，分束后的每一束信号传输路径中连接一个滤波器；
10.所述功率放大器数量与相位调制器数量一致，单个功率放大器一端连接滤波器，另一端与相位调制器相连。
11.优选的，所述多个滤波器中每个滤波器的滤波范围不重叠。
12.优选的，所述多个功率放大器的放大倍率相同或者不同。
13.本发明的有益效果是：本发明提供的激光光谱相位调制系统，采用分束加滤波的方法，将噪声信号分为多个不同频段，之后将不同频段的信号分别经过放大器进行功率放
大，从而解决了现有技术中受限于功率放大器的功率，无法进行较宽范围激光光源光谱调制的问题，有效提升激光光谱调制范围，同时可以设置多个放大器的放大倍率不同，实现不同频段白噪声信号的强度调节，进而实现激光光谱的多样化调制。
附图说明
14.图1为现有技术中的激光光谱相位调制系统结构示意图；
15.图2为本发明中实施实例的激光光谱相位调制系统结构示意图；
16.图3为利用现有技术的激光光谱相位调制系统进行相位调制的(1～3)ghz噪声信号；
17.图4为利用本发明的激光光谱相位调制系统进行相位调制的(1～3)ghz (3～5)ghz噪声信号；
18.图5为利用现有技术的激光光谱相位调制系统进行相位调制的激光光谱调制示意图；
19.图6为利用本发明的激光光谱相位调制系统进行相位调制的光谱调制示意图；
20.图7为未进行调节的(1～9)ghz频率噪声信号；
21.图8为本发明低强度调节的(1～5)ghz 未经过调节的(5～9)ghz频率噪声信号；
22.图9为经过未进行调节的(1～9)ghz频率噪声信号调制后的激光光谱调制示意图；
23.图10为经过低强度调节的(1～5)ghz 未经过调节的(5～9)ghz频率噪声信号调制后的激光光谱调制示意图；
24.图11为本发明中，经过(1～5)ghz (8～9)ghz频率噪声信号调制后的激光光谱调制示意图；
25.图12为利用现有技术的激光光谱相位调制系统进行相位调制的(1～5)ghz噪声信号；
26.图13为利用现有技术，使用(1～5)ghz噪声信号调制后的激光频谱分布；
27.图14为利用本发明技术，使用增强强度调节的(1～2)ghz 未经过调节的(2～5)ghz噪声信号调制后的激光频谱分布；
28.图中：101.宽带噪声源i 102.滤波器i 103.功率放大器i 104.激光光源i 105.相位调制器i 201.宽带噪声源ii 202.分束器 203.滤波器ii 204.功率放大器ii 205.相位调制器ii 206.激光光源ii。
具体实施方式
29.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
30.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
31.一种如图2所示的激光光谱相位调制系统，该系统包括：激光光源ii 206、多个相位调制器ii 205、宽带噪声源ii 201、分束器202、多个滤波器ii 203和多个功率放大器ii 204；
32.如图2所示上述多个相位调制器ii 205逐一级联，第一级相位调制器ii 205连接激光光源，最后一级相位调制器ii 205的输出为激光输出，相位调制器ii 205实现激光光谱的调制；
33.上述分束器ii 202连接宽带噪声源ii 201，宽带噪声源ii 201用于产生白噪声，分束器202将噪声信号分为多束；
34.上述多个滤波器ii 203的数量与相位调制器ii 205数量一致，分束后的每一束信号传输路径中连接一个滤波器ii 203，且每个滤波器ii 203选择的噪声频带范围不重叠。
35.上述多个功率放大器ii 204中，单个功率放大器ii 204一端连接滤波器ii 203，另一端与相位调制器ii 205相连，各个功率放大器ii 204的放大倍率根据其对应的频段的白噪声的实际需求进行调整，若某一频段的的白噪声强度要求较高，则可根据需求将该路中的放大器倍率设置的较高。
36.实施例1
37.利用图1中的激光光谱相位调制系统进行激光光谱相位调制，该系统输出的白噪声的有效频率范围在1ghz到3ghz之间，如图3所示，将该噪声信号输入相位调制器i 105后输出典型光谱如图5所示。
38.利用本发明的激光光谱相位调制系统进行激光光谱相位调制，利用分束器202将1～5ghz的信号分为两束，之后利用两个滤波器ii 203进行进行滤波，将噪声信号分为1～3ghz和3～5ghz的两段信号，之后分别由两个功率放大器ii 204进行放大，如图4所示，利用该噪声信号进行激光光谱相位调制，噪声信号通过级联相位调制器ii 205达到的光谱调制效果如图6所示。通过图5和图6的对比可以看出，利用本发明的激光光谱相位调制系统，能够明显扩展激光光谱调制的范围。
39.实施例2
40.现有设计因为只有一个噪声源，因此其输入相位调制器的噪声信号的各频率成分的相对强度是无法调节的，而本专利使用多个噪声源加级联相位调制器，各频率成分的调制强度均可调节，可以实现白噪声信号内不同频率范围的强度调节。作为一个实施例将1～9ghz白噪声中的1～5ghz频段的白噪声强度降低，就可以将图7中的白噪声分布变为图8中的两段噪声信号组合，之后分别设置两个频段噪声的放大器倍率，相应的将1～5ghz频段的白噪声的放大倍率设置的较低，就可以实现1～5ghz频段的白噪声强度降低，其调制结果分别如图9和图10所示。
41.实施例3
42.利用图1中的激光光谱相位调制系统进行激光光谱相位调制，该系统输出的白噪声的有效频率范围在1ghz到9ghz之间，如图7所示，将该噪声信号输入相位调制器i 105后输出典型激光光谱如图9所示。
43.利用本发明的激光光谱相位调制系统进行激光光谱相位调制，利用分束器ii 202将1～9ghz的信号分为两束，之后利用两个滤波器ii 203进行进行滤波，将噪声信号分为1～5ghz和8～9ghz的两段信号，之后分别由两个功率放大器ii 204进行放大，利用该噪声信号进行激光光谱相位调制，噪声信号通过级联相位调制器ii 205达到的光谱调制效果如图11所示。通过图9和图11的对比可以看出，利用本发明的激光光谱相位调制系统，能够在明显扩展激光光谱调制的范围的基础上将激光光谱调制为近平顶，极大拓展激光的高功率应
用适应性。
44.实施例4
45.利用图1中的激光光谱相位调制系统进行激光光谱相位调制，该系统输出的白噪声的有效频率范围在1ghz到5ghz之间，如图12所示，将该噪声信号输入相位调制器i 105后输出典型激光频谱分布如图13所示，出现明显的不利于激光放大的频谱尖峰。
46.利用本发明的激光光谱相位调制系统进行激光光谱相位调制，利用分束器ii 202将1～5ghz的信号分为两束，之后利用两个滤波器ii 203进行进行滤波，将噪声信号分为1～2ghz和2～5ghz的两段信号，之后分别由两个功率放大器ii 204进行放大，1-2ghz的放大功率设置为29dbm，2～5ghz放大功率设置为27dbm，提升低频段的相对强度，利用该噪声信号进行激光光谱相位调制，噪声信号通过级联相位调制器ii 205调制光信号后的激光频谱分布如图14所示。通过图13和图14的对比可以看出，利用本发明的激光相位调制系统，能够明显抑制激光频谱尖峰，有利于激光的高功率放大。