多波長光纖聲光移頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多波長光纖聲光移頻器，包括器件本體和驅(qū)動電源，所述器件本體包括波分復(fù)用裝置Ⅰ、波分復(fù)用裝置Ⅱ、輸入準直器、輸出準直器、壓電換能器以及聲光晶體；所述輸入準直器和輸出準直器均為多個，所述壓電換能器與聲光晶體相連，所述驅(qū)動電源與壓電換能器相連；輸入準直器和輸出準直器分別位于聲光晶體的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置Ⅰ與輸入光纖相連，波分復(fù)用裝置Ⅱ與輸出光纖相連。本發(fā)明能夠同時對不同波長的激光進行移頻，并且通過同一移頻器進行移頻，能夠有效保證移頻的一致性，使用方便，并且成本低廉。
【專利說明】
多波長光纖聲光移頻器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及聲光移頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多波長光纖聲光移頻器。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖聲光移頻器在激光探測及告警系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用，移頻器由器件和驅(qū)動電 源組成，器件內(nèi)部由聲光晶體、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和光纖耦合系統(tǒng)構(gòu)成，主要利用聲光互作用基 本原理，驅(qū)動電源輸出的射頻電信號經(jīng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到聲光晶體的壓電換能器上，壓 電換能器將該信號轉(zhuǎn)換為超聲波在聲光晶體內(nèi)傳播，形成折射率光柵，當頻率為fo的激光 以一定的角度通過時即發(fā)生布拉格衍射，將輸入光和一級衍射光通過光纖親合輸出，輸出 激光的頻率就會變?yōu)閒 Q ± f AQM(f AQM為光纖聲光移頻器的固有頻率，土表示正移頻和負移頻， 是由聲光晶體耦合時選擇+1級衍射光和-1級衍射光決定的)這樣就實現(xiàn)了對輸入激光產(chǎn)生 固定頻移的作用，實現(xiàn)移頻器的功能。但目前的移頻器都只能對單一波長的輸入光進行移 頻，這就給移頻器的使用帶來了極大地不便，當需要同時對多種波長的光進行移頻時需要 使用多個移頻器，不僅使用不便，并且造成使用成本增加，同時，由于多個移頻器的參數(shù)無 法保證完全一致，從而造成移頻的一致性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于怎樣解決現(xiàn)有光纖移頻器適應(yīng) 波長單一，使用多個移頻器移頻一致性差，使用麻煩，且使用成本高的問題，提供一種多波 長光纖聲光移頻器，能夠同時對不同波長的激光進行移頻，并且通過同一移頻器進行移頻， 能夠有效保證移頻的一致性，使用方便，并且成本低廉。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種多波長光纖聲光 移頻器，包括器件本體和驅(qū)動電源，其特征在于:所述器件本體包括波分復(fù)用裝置I、波分復(fù) 用裝置Π 、輸入準直器、輸出準直器、壓電換能器以及聲光晶體;所述輸入準直器和輸出準 直器均為多個，且相對應(yīng)的輸入準直器、輸出準直器分別與需要移頻的激光波長相對應(yīng);所 述壓電換能器與聲光晶體相連，所述驅(qū)動電源與壓電換能器相連;輸入準直器和輸出準直 器分別位于聲光晶體的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置I與輸入光纖相連，波分復(fù)用裝置Π 與輸出 光纖相連，多波長激光經(jīng)波分復(fù)用裝置I分開后，分別射入與其波長對應(yīng)的輸入準直器，經(jīng) 輸入準直器后射入聲光晶體，各波長的激光在聲光晶體內(nèi)分別發(fā)生衍射后，能夠射入與其 波長對應(yīng)的輸出準直器內(nèi)，由輸出準直器將各波長的激光射入波分復(fù)用裝置Π ，經(jīng)波分復(fù) 用裝置Π 耦合后輸出；
[0005] 其中，聲光晶體外偏轉(zhuǎn)角：
[0007] 式中:λ是輸入激光波長，fAQM是移頻器固有頻率，V是聲光晶體的聲速。
[0008] 進一步地，在驅(qū)動電源和壓電換能器之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動電源輸出的射 頻電信號經(jīng)該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到壓電換能器上。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0010] 1、對于同一中心波長，波長變化±20nm的激光，本移頻器所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角很小，所 以本移頻器能夠同時實現(xiàn)中心波長±20nm的波段范圍內(nèi)進行移頻的功能;適用范圍更廣。 [0011] 2、通過本移頻器能夠?qū)Χ嗖ㄩL的激光進行同步移頻，如可對3種、4種不同波長激 光實現(xiàn)移頻，由于采用同一驅(qū)動光源和聲光晶體，因此移頻一致性好，并且，能有效降低使 用成本;例如對于不同波長的激光雷達測風(fēng)系統(tǒng)，采用本移頻器可以分別的實現(xiàn)不同波長 的移頻。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明對2種波長激光進行移頻的原理圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明對3種波長激光進行移頻的原理圖。
[0014] 圖中：1一波分復(fù)用裝置1，2-波分復(fù)用裝置Π ，3-輸入準直器，4一輸出準直器， 5 一壓電換能器，6-聲光晶體，7-驅(qū)動電源。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0016] 實施例：參見圖1、圖2, 一種多波長光纖聲光移頻器，包括器件本體和驅(qū)動電源7， 所述器件本體包括波分復(fù)用裝置II、波分復(fù)用裝置Π 2、輸入準直器3、輸出準直器4、壓電換 能器5以及聲光晶體6。所述輸入準直器3和輸出準直器4均為多個，且相對應(yīng)的輸入準直器 3、輸出準直器4分別與需要移頻的激光波長相對應(yīng)（即同一組輸入準直器3和輸出準直器4 的波長與需要移頻的激光波長相對應(yīng)）；如，1550nm輸入準直器和1550nm輸出準直器， 1310nm輸入準直器和1310nm輸出準直器等。所述壓電換能器5與聲光晶體6相連，所述驅(qū)動 電源7與壓電換能器5相連;在驅(qū)動電源7和壓電換能器5之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動電源7 輸出的射頻電信號經(jīng)該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到壓電換能器5上;壓電換能器5再將該視頻信號 轉(zhuǎn)換為超聲波在聲光晶體6內(nèi)傳播，形成折射率光柵。
[0017] 輸入準直器3和輸出準直器4分別位于聲光晶體6的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置II與 輸入光纖相連，波分復(fù)用裝置Π 2與輸出光纖相連，多波長激光經(jīng)波分復(fù)用裝置II分開后， 分別射入與其波長對應(yīng)的輸入準直器3,經(jīng)輸入準直器3后射入聲光晶體6,各波長的激光在 聲光晶體6內(nèi)分別發(fā)生衍射后，能夠射入與其波長對應(yīng)的輸出準直器4內(nèi)，由輸出準直器4將 各波長的激光射入波分復(fù)用裝置Π 2，經(jīng)波分復(fù)用裝置Π 2耦合后輸出。
[0018] 其中，聲光晶體6外偏轉(zhuǎn)角：
[0020] 式中：λ是輸入激光波長，fAQM是移頻器固有頻率（即驅(qū)動電源7的驅(qū)動頻率），V是聲 光晶體6的聲速。
[0021] 對于同一中心波長，波長變化±20nm的激光，本移頻器所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角很小，所以 本移頻器能夠同時實現(xiàn)中心波長±20nm的波段范圍內(nèi)進行移頻的功能。
[0022] 從該外偏轉(zhuǎn)角公式可以看出偏轉(zhuǎn)角隨著頻率和波長的改變而改變，這樣就可以在 聲光晶體6輸出端通過光纖準直器把不同偏轉(zhuǎn)角的衍射光親合出去，實現(xiàn)對多波長激光移 頻的功能。
[0023] 實施例1，參見圖1，當輸入激光的波長fo為1550nm和1310nm時，輸入準直器和輸出 準直器分別選用1550nm輸入準直器、1550nm輸出準直器和1310nm輸入準直器、1310nm輸出 準直器；當固定頻率為fo的1550nm和1310激光通過WDM(波分復(fù)用裝置I)后，分別從1550nm 輸入準直器和1310nm輸入準直器射入激光以布拉格角通過聲光介質(zhì)時，發(fā)生布拉格衍射， 由于其輸入波長不同，由式聲光晶體偏轉(zhuǎn)角公式可以看出其-1級衍射光角度不同，最后分 別通過1550nm輸出準直器和1310nm輸出準直器輸出，其輸出光頻率變?yōu)閒 Q-fAQM，這樣就實 現(xiàn)了對兩個波長負移頻;如果取+1級衍射，就會實現(xiàn)正移頻。
[0024] 實施例2,參見圖2,當輸入激光的波長fo為1064nm、1310nm、1550nm時，輸入準直器 和輸出準直器分別選用l〇64nm輸入準直器和1064nm輸出準直器、1310nm輸入準直器和 131 Onm輸出準直器、1550nm輸入準直器和1550nm輸出準直器。
[0025]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方 案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，那些對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而 不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1. 一種多波長光纖聲光移頻器，包括器件本體和驅(qū)動電源，其特征在于:所述器件本體 包括波分復(fù)用裝置I、波分復(fù)用裝置Π 、輸入準直器、輸出準直器、壓電換能器W及聲光晶 體;所述輸入準直器和輸出準直器均為多個，且相對應(yīng)的輸入準直器、輸出準直器分別與需 要移頻的激光波長相對應(yīng);所述壓電換能器與聲光晶體相連，所述驅(qū)動電源與壓電換能器 相連;輸入準直器和輸出準直器分別位于聲光晶體的兩側(cè)，所述波分復(fù)用裝置I與輸入光纖 相連，波分復(fù)用裝置Π 與輸出光纖相連，多波長激光經(jīng)波分復(fù)用裝置I分開后，分別射入與 其波長對應(yīng)的輸入準直器，經(jīng)輸入準直器后射入聲光晶體，各波長的激光在聲光晶體內(nèi)分 別發(fā)生衍射后，能夠射入與其波長對應(yīng)的輸出準直器內(nèi)，由輸出準直器將各波長的激光射 入波分復(fù)用裝置Π ，經(jīng)波分復(fù)用裝置Π 禪合后輸出； 其中，聲光晶體外偏轉(zhuǎn)角：式中:λ是輸入激光波長，fAOM是移頻器固有頻率，V是聲光晶體的聲速。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長光纖聲光移頻器，其特征在于:在驅(qū)動電源和壓電換能 器之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動電源輸出的射頻電信號經(jīng)該阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)施加到壓電換能 器上。
【文檔編號】G02F1/125GK106094266SQ201610736589
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月26日
【發(fā)明人】申向偉, 吳中超, 王曉新, 王大貴
【申請人】中國電子科技集團公司第二十六研究所