一種射頻強度調制綠光的實現系統及調諧方法技術方案

本發明專利技術提供了一種射頻強度調制綠光的實現系統及調諧方法，涉及光電子技術及激光技術領域，通過光纖耦合器和聲光移頻器搭建分束?移頻?合束結構產生1μm波段的射頻強度調制激光，并接入光纖放大器獲得增益，再將增益后的射頻強度調制激光作為基頻光，通過摻氧化鎂的周期性極化鈮酸鋰晶體，倍頻后得到射頻強度調制綠光；與傳統方式相比，本發明專利技術結構簡單，實現方便，可以同時獲得高的調制深度和射頻頻率穩定性的射頻強度調制綠光，并且射頻信號的頻率、調制深度、強度比均可調諧。

【技術實現步驟摘要】
一種射頻強度調制綠光的實現系統及調諧方法
本專利技術涉及光電子技術及激光
，特別是涉及一種射頻強度調制綠光的實現系統及調諧方法。
技術介紹
光在水下遠距離測距、傳感、成像等應用中，最大挑戰是水的吸收和后向散射。對于水的吸收，可以用綠光作光源減小吸收。后向散射光的截止頻率約為100MHz，用調制頻率高于100MHz的射頻強度調制激光作光源可提高探測信噪比。因此在水下探測中，光源通常為射頻強度調制綠光。射頻強度調制光通常通過電光調制方式獲得，但是當調制頻率高于100MHz時，其調制深度遠低于100％，其中包含的高比例非調制光將降低探測靈敏度。射頻強度調制光也可以通過將雙頻激光器輸出光拍頻的方式獲得，但是需要復雜的鎖相系統提高拍頻頻率穩定性。
技術實現思路
：為解決現有技術問題，本專利技術的目的在于提供一種射頻強度調制綠光的實現系統及調諧方法：一種射頻強度調制綠光的實現系統，包括單頻種子激光源、2個光纖耦合器、聲光移頻器以及倍頻晶體；單頻種子激光源產生1064nm激光，其中一個光纖耦合器將該激光分成兩路，其中一路被所述聲光移頻器進行移頻后，與另一路激光經另一個光纖耦合器合為一路后，最后經倍頻晶體倍頻得到射頻強度調制綠光。優選的，聲光移頻器對激光移頻的范圍為100MHz～200MHz。優選的，所述倍頻晶體為摻氧化鎂的周期性極化鈮酸鋰晶體。進一步的，還包括兩個偏振片，在兩路激光進入所述另一光纖耦合器之前對激光進行偏振態調整，保證兩路激光的偏振態保持一致。優選的，還包括射頻驅動源，用于控制聲光移頻器的移頻范圍。進一步的，還包括格蘭棱鏡和半玻片，在合束后的激光送入倍頻晶體之前，所述格蘭棱鏡用于對激光進行起偏，所述半波片調節起偏后激光的偏振方向，使其偏振方向與倍頻晶體要求的偏振方向一致。進一步的，還包括三級主振蕩的光纖放大器，對從所述另一光纖耦合器出射的合束激光進行功率放大。優選的，所述射頻驅動源對所述聲光移頻器輸出的控制信號的頻率波動范圍在亞赫茲量級。本專利技術的一種射頻強度調制綠光的實現系統的調諧方法，通過改變射頻驅動源的功率，對倍頻晶體產生的兩組射頻信號的相對強度比進行調諧，同時對兩組射頻信號的調制深度進行調諧。優選的，所述射頻驅動源的功率輸出幅度在0-100％范圍內可調。本專利技術具有如下有益效果：本專利技術通過光纖耦合器、聲光移頻器、光纖放大器、周期性極化倍頻晶體等主要器件，為射頻強度調制綠光的產生提供了一種實現系統，結構簡單，實現方便。可以同時獲得高的調制深度和射頻頻率穩定性，并且兩組射頻信號的頻率、調制深度、強度比均可調諧。本專利技術可用作水下光載微波雷達系統的光源，用于測距、測速、成像等應用，減小水的吸收，同時抗后向散射，可以獲得高的探測靈敏度和信噪比，還可以對各項參數進行方便地調諧。附圖說明圖1為射頻強度調制綠光的實現系統方案示意圖。其中，1、單頻種子激光器；2、1分2光纖耦合器；3、聲光移頻器；4、射頻驅動源；5、偏振控制器1；6、偏振控制器2；7、2合1光纖耦合器；8、光纖放大器；9、準直透鏡；10、格蘭透鏡；11、半波片；12、聚焦透鏡；13、倍頻晶體；14、諧波分束器。具體實施方式：如圖1所示，本專利技術的一種射頻強度調制綠光的實現系統的工作流程為：將單塊非平面環形腔固體激光器1作為種子激光源，1064nm輸出光耦合進入單模光纖傳輸。光纖傳輸的單頻激光通過1分2光纖耦合器2分為兩束，一路激光僅通過光纖傳輸，另一路激光布拉格角入射到聲光移頻器3入射端，對該路激光進行移頻處理，移頻范圍為100MHz～200MHz，由射頻驅動源4進行控制；聲光移頻器3的一級衍射光效率可達50％。兩束光纖都連接偏振控制器5,6控制各自偏振狀態，使得兩路激光的偏振態保持一致；兩路激光最后通過光纖2合1耦合器7合束后輸出，接入三級主振蕩光纖放大器8進行功率放大，使其滿足倍頻晶體對基頻光的功率要求。輸出的高功率激光通過格蘭棱鏡10起偏后作為倍頻的基頻光，半玻片11調節基頻光偏振方向，使其偏振方向與倍頻晶體13要求的偏振方向一致。準直透鏡9和聚焦透鏡12將基頻光聚焦到倍頻晶體13中心，倍頻晶體13為摻氧化鎂的周期性極化鈮酸鋰晶體(15×2×0.5mm3)。諧波分束器14用來反射1064nm激光，透射532nm激光。根據工作原理，推導了射頻強度調制信號的基本公式。設1μm波段兩路激光的電場分別表示為：其中，A1和A2分別表示兩路激光幅度,ω1和ω2分別表示兩路激光圓頻率,和分別表示兩路激光初始相位。則經2合1耦合器合束拍頻后1μm波段射頻強度調制激光的強度表示為：倍頻激光強度與基頻光強度的平方成正比,則倍頻激光強度可表示為：根據公式(4)可知，倍頻激光中除直流項，還包括(ω1-ω2)和2(ω1-ω2)兩個射頻信號。即倍頻之后，除正常頻差項((ω1-ω2)，頻率范圍100MHz～200MHz),還將出現二倍頻差項(2(ω1-ω2)，200MHz～400MHz)。將兩個射頻信號強度相比，得到：設h＝A1/A2,則公式(5)可表示為：根據數學關系，可知公式(6)中當h＝1時，R有最小值4。代表射頻強度調制綠光中兩組拍頻信號強度比可調，并且在兩路激光強度相等的時候，這兩組拍頻信號的強度比最小，等于4。因此，可通過調整最初兩路激光的幅值來調整倍頻激光中兩個調制信號的強度之比。雖然結合附圖描述了本專利技術的具體實施方式，但是對于本
的技術人員來說，在不脫離本專利技術的前提下，還可以做若干變形、替換和改進，這些也視為屬于本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種射頻強度調制綠光的實現系統，其特征在于：包括單頻種子激光源、2個光纖耦合器、聲光移頻器以及倍頻晶體；單頻種子激光源產生1064nm激光，其中一個光纖耦合器將該激光分成兩路，其中一路被所述聲光移頻器進行移頻后，與另一路激光經另一個光纖耦合器合為一路后，最后經倍頻晶體倍頻得到射頻強度調制綠光。

【技術特征摘要】
1.一種射頻強度調制綠光的實現系統，其特征在于：包括單頻種子激光源、2個光纖耦合器、聲光移頻器以及倍頻晶體；單頻種子激光源產生1064nm激光，其中一個光纖耦合器將該激光分成兩路，其中一路被所述聲光移頻器進行移頻后，與另一路激光經另一個光纖耦合器合為一路后，最后經倍頻晶體倍頻得到射頻強度調制綠光。2.根據權利要求1所述的一種射頻強度調制綠光的實現系統，其特征在于：聲光移頻器對激光移頻的范圍為100MHz～200MHz。3.根據權利要求1所述的一種射頻強度調制綠光的實現系統，其特征在于：所述倍頻晶體為摻氧化鎂的周期性極化鈮酸鋰晶體。4.根據權利要求1所述的一種射頻強度調制綠光的實現系統，其特征在于：還包括兩個偏振片，在兩路激光進入所述另一光纖耦合器之前對激光進行偏振態調整，保證兩路激光的偏振態保持一致。5.根據權利要求1所述的一種射頻強度調制綠光的實現系統，其特征在于：還包括射頻驅動源，用于控制聲光移頻器的移頻范圍...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊蘇輝，張海洋，康英，程麗君，趙長明，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：北京,11