延时自外差法线宽测量误差分析仿真及修正

讨论了移频延时自外差探测的基本原理,并对外差得到的功率谱进行了公式推导。在此基础上,对外差测量中出现的测量误差进行分析,同时设计了自外差测量实验装置进行实验对比,确定了由于延时线长度不够导致的线宽测量误差来源是因为延时时间短导致幂指数函数项波动加剧造成的;同时针对外差信号频谱为洛仑兹型和类高斯型的混合谱型,在高斯功率谱密度函数的基础上,对延时时间和1/f谱宽的影响进行了仿真计算,采用Voigt分析,提取出1/f导致的测量误差,提高了线宽测量的精度。以高斯谱宽4.5 kHz的谱型为例,对应的洛仑兹线宽约为0.68 kHz,提高了一个数量级的测量精度。     

频谱仪快速测定窄线宽激光器线宽

针对传统光谱仪和F-P 干涉仪分辨率不能满足窄线宽激光器线宽的测量要求, 基于延时自外差法搭建测试平台.设置频谱分析仪分辨率参数抑制噪声实验, 通过使用20 km 延时光纤、80 MHz声光移频器和50:50 光纤耦合器, 通过光电探测器实现光电转换并利用频谱分析仪分析测试信号.对频谱分析仪分辨带宽RBW 和视觉带宽VBW 以及扫频范围(Scan Range)进行优化设置, 在不降低测试灵敏度的情况下, 将重叠信号分辨开, 使其不会过多滤掉高频成分而失真并对线宽功率谱峰值进行洛伦兹曲线拟合.最后得到了1 550 nm 波长可调谐光纤激光器(1 520~1 570 nm)的线宽值约为161 kHz, 为频谱仪的参数优化设置及窄线宽激光器线宽标定提供了相关参考.     

光纤延时自外差法测量DFB型LD温度调谐的瞬态特性

以马赫-曾德干涉仪(MZI)原理为基础搭建了臂长差为3km的光纤延时自外差(FOSHI)测量系统,测量了1 582nm分布反馈型(DFB)二极管激光器(LDs)在温度调谐下输出的瞬态特性,包括LDs输出波长及线宽。结果表明,DFB LDs输出光波长随调谐温度呈线性关系,通过对光电流功率谱密度函数的洛伦兹线型拟合得到LDs的线宽为3.24MHz,与3MHz理论值相近。     

窄线宽光纤激光器线宽测量的研究进展

光纤激光器在许多领域都有着重要的应用,随着科技的发展,对光纤激光器线宽的要求也越来越高,因此如何精确地测量激光器的线宽也尤为重要。简要介绍了目前在测量激光器线宽方面的研究进展,着重介绍了几种测量线宽的方法及其原理,对各种方法的优缺点进行了分析。     

利用全光纤自外差系统研究光纤光栅半导体激光器的线宽

以带光纤尾纤引出式微体声光移频器（ＡＯＦＳ）为基础,用全光纤结构的延迟自外差激光器线宽测量系统（分辨率为５０ｋＨｚ）,其中声光移频器插入损耗仅为２．９ｄＢ,大大提高了信噪比。采用该系统对窄线宽１．３μｍ光纤光栅半导体激光器（ＦＢＧ－ＬＤ）进行了测量,测得激光器线宽的典型值为１．５ＭＨｚ,同时分析了测量系统近端反射光对线宽测量精度的影响以及ＦＢＧ－ＬＧ的线宽压窄特性,最后验证了ＦＢＧ－ＬＤ 输出线宽     

窄线宽激光器线宽测量方法

回顾了窄线宽激光器线宽测量的各种方法和发展过程,介绍了利用光外差法测量窄线宽激光器线宽的基本原理,描述了双光束外差法和延时自外差法的不同测试机理。针对延时零拍自外差法容易引起的系统误差,说明了光源调制和光路调制移频非零拍自外差法不同改进方案的优缺点。综述了窄线宽激光器测量线宽的新方法。对窄线宽激光器线宽测量方法进行了较全面的梳理,从发展过程看双光束外差法和延时自外差法有着各自的测量优势。     

用于空间外差光谱仪光谱定标的窄线宽可调谐光纤激光器

针对星载CO2遥感探测空间外差光谱仪2.04 μm通道光谱定标的应用需求,研制了一台2.04 μm波段窄线宽波长可调谐的高稳定性铥钬共掺光纤激光器(THDFL).利用线型复合谐振腔的维纳效应扩大有效纵模间隔,有效抑制了多模激光振荡,输出激光线宽达7.5 MHz;通过对振动隔离和温度补偿封装的FBG施以轴向拉伸应力,该THDFL可在2040～2042.5 nm范围内调谐,且输出波长不确定度小于5×10-3 nm;使用研制的1565 nm光纤激光泵浦源,THDFL输出功率达192 mW;利用该可调谐THDFL提供的输出激光,溯源于波长标准后实现了空间外差光谱仪2.04 μm通道的光谱定标,且定标精度优于设定的指标要求.     

基于相干包络解调的窄线宽测量算法研究

激光线宽对光学相干探测系统的探测范围、精度和噪声特性都有重要影响。为精确测量半导体激光器的线宽值,提出了通过解调短延时自外差的干涉谱来实现高精度窄激光线宽测量的新方法。搭建短延时的自外差干涉测量系统,得到半导体激光器的干涉谱,通过设计算法对干涉谱的相干包络进行解调,最终获得了严格的洛伦兹线型谱和相应的谱线宽度,通过理论分析、仿真和实验验证了该方法的可行性。该方法可以忽略因1/f频率噪声产生高斯展宽带来的影响,与传统线宽测量方法相比,该方法的测量结果更加精确。     

3相移DFB激光器的数值分析

分析了３ 相移激光器的稳态特性。在分析中,考虑了空间烧孔（ＳＨＢ） 及非线性增益等因素。在通用的传输矩阵法（ＴＭＭ） 的基础上,通过对ＴＭＭ 模型的输入进行向量处理来求解阈值及高于阈值条件下的主模及次模,进而求出单模稳定性。这个方法也可用于其他ＤＦＢ 结构的模分析     

基于光学多普勒频移的低空速测量方法研究

为了解决传统大气数据系统低空速测量不准确的问题,采用了以光学多普勒频移为基本原理的低空速测量方法,并以快速傅里叶变换为数据处理框架构建了一套实验样机,通过标准风洞实验验证,得出系统能稳定测量的最小风速为0.22m/s。结果表明,该系统在不同风速下,均具有较高的分辨率和稳定性。     

基于连续线性调频激光器的测距方法

提出了一种基于线性调频激光器的外差测距实验理论,设计了一个较为具体的测距方案,利用延时光纤将两束特性相同、但进行了延时的线性调频激光进行混频,测出其拍频后的频率值,进而得到其中包含的频率信息,并用Matlab-Simulink仿真对此方案进行了仿真测试和实际光纤延时验证,通过模拟线性调频信号和线性调频外差测距的实验过程,分别对300、600、900 m处的线性调频激光回波信号和本振信号进行外差拍频,得到相应的拍频值,其结果与理论计算结果基本吻合。     

基于可调谐DFB激光器的FBG加速度检测系统

基于分布式反馈DFB激光器的窄线宽 特性及可调谐特性,设计了自温度补 偿的光纤Bragg光栅(FBG)加速度检测系统。采用简支梁结构,设计了FBG低频加速 度传感器。通过增 加温度补偿光路,对DFB激光器的中心波长进行实时反馈控制,实现了系统对温度影响的 自补偿。实验结果表明,系统对冲击激励信号和加速度的连续激励信号均有良好的动态响应 , 系统的固有频率为25.1Hz,频率响应范围为0~400.0 Hz,加速度的最大灵敏度约为 1.89 V/m·s²,并且系统具有良好的温度稳定性。     

Thermal frequency drift suppression in tunable DFB lasers by plasmainduced frequency shift enhancement

The authors propose enhanced-plasma-effect (EPE) lasers for coherent optical frequency division multiplexed networks. In the EPE lasers, the blue frequency shift due to the plasma effect is enhanced by incorporating a very thick p-side optical guide layer as a carrier reservoir for multiple quantum-well distributed feedback laser and it surpasses the red frequency shift due to the thermal effect. The results of demonstrating a frequency step response maintained in the blue shift region and an enhanced blue shift frequency modulation response over the whole modulation frequency range from DC are presented for the first time     

Measurement of the statistics of DFB laser frequency fluctuations

The statistics of the frequency of the bandpass filtered beat signal between a DFB-laser and an external cavity laser were measured. The distribution of frequency fluctuations from the centre frequency is shown to be very close to Gaussian, with the variance given by the product of beat signal linewidth and IF-filter bandwidth     

利用光谱测量脉冲激光频率的稳定性

多普勒测风激光雷达中脉冲激光频率的稳定性是一个重要参数.使用高分辨率F-P标准具的多光束干涉法来测量脉冲激光频率稳定度.其原理是将脉冲激光的多光束干涉成像到面阵CCD上,通过测量中心干涉环直径的变化来获得脉冲激光的频率稳定性.利用此方法对波长为1.064μm,重复频率为1 Hz的被动调Q Nd:YAG激光器,连续测量20 min,获得1 200幅图像.通过对这些图像进行移动平均、阈值选定、循环比较、三阶样条插值等数值方法处理,结果表明其长期稳定性优于10-7.     

基于频移和偏振烧孔的多波长掺铒光纤激光器

为了研究能够在室温下实现稳定多波长输出的掺铒光纤激光器,采用了在激光谐振腔中引入正弦相位调制和偏振烧孔来抑制腔中模式竞争的方法。在线形谐振腔中,利用半导体光波导作为一个反射腔镜,并用正弦信号对其进行驱动。这样,半导体光波导可以等效成一个对光信号产生移频反馈效果的正弦相位调制器和一个诱使掺铒光纤中产生偏振烧孔的非线性相位延时器。通过实验,得到了10波长输出的稳定光谱。相邻波长间隔为0．32nm,功率谱比较平坦,起伏小于3dB。结果表明,相位调制和偏振烧孔的共同作用,可有效地抑制由于掺铒光纤的均匀展宽效应引起的模式竞争。     

基于传输矩阵法设计分析波长可选级联DFB激光器

本文采用传输矩阵方法设计并分析一种新颖的级联DFB激光器。这种器件由两个串联光栅构成,并提供两个不同的可选波长。建立每个串联部分的传输矩阵,并推导每个部分的等效端面反射率。然后通过自洽求解增益方程,耦合波方程和电流连续性方程,利用得到的等效端面反射率分别模拟两个DFB部分的性能。模拟结果证明了这种新颖器件的可行性,通过实验获得了能够提供1.51um和1.53um可选波长的InP基多量子阱级联DFB激光器。     

New delay measurement method based on accurate timestamp in OpenFlow

At present,delay measurement methods in OpenFlow network have the disadvantage of excessive network resources and poor measurement accuracy.DeMon,an active mechanism to measure the delay of multiple paths between any two switch based on the controllable feature of individual traffic flow provided in OpenFlow was proposed.DeMon required only one probe packet to be send from controller,which was excepted to reduce the operational cost.Moreover,DeMon used OpenFlow switch instead of controller to get the timestamp of probe packet,making the measurement accuracy and stability have been greatly improved compared with other monitoring techniques in the OpenFlow network.