基于直接探测与相干探测装置的光发射机的指标参数测量系统设计.pdf

《光纤通信技术》课程 《基于直接探测和相干探测装置的光发 射机指标参数测量系统设计》 VPI 软件仿真分析报告 姓名： 陈家田 学号： U201314368 专业班级： 光电 1311 E-mail ： 523145138@ 手机： 组内排名： 同组人姓名：卢蓓宁 徐静怡 李颢 完成日期： 第 1 页 共 27 页 一、背景知识（输入公式请用公式编辑器，不能截图） 1 窄线宽激光器 从上世纪六十年代以来，随着激光技术的发展，在光通信系统、生物医学、 相干检测，光电制导等许多领域中，都需要用到单纵模半导体激光器。而且在许 多情况下都对激光器的线宽特性有着非常严格的要求，窄线宽半导体激光器成为 许多测试系统中的关键器件。如在光纤干涉测速系统，光纤测温，测应力等测量 系统中，激光器的线宽特性对整个系统的性能起着决定性的作用。因此，对半导 体激光器的线宽进行测量是一项十分有意义的工作。传统的测量激光器线宽的仪 器有光谱仪和法布里一珀罗干涉仪。这两种仪器虽然在技术上比较成熟，但也具 有明显的缺点。例如：光路搭建繁琐，需反复调试；结构庞大，且误差较大；最 关键的是，在目前的高精度测量系统中，所用激光器的线宽越来越窄，往往达到 几兆赫兹，甚至几十千赫兹，而上述这两种测量系统的精度和分辨率很难满足 要求。 近年来，光纤传感技术的发展十分迅速。光纤具有体积小，重量轻，抗电磁 干扰能力强，可弯曲，能够在许多特殊场合(如高温度场、高压力场)下工作的特 点；同时，用光纤替代自由光路，用光纤耦合器件代替分束镜结构，有利于整个 光路的一体化。与传统的测量激光器线宽的方法相比，由于全光纤法线宽测量系 统的全部部件都用光纤相连，所以该系统具有光路搭建容易，抗干扰能力强，易 于集成化等优点。同时，由于全光纤法测量激光器线宽系统的精度很大程度上取 决于所用光纤的延迟臂长度，故非常容易根据要求调节测量系统的测量精度和分 辨率，该系统的测量范围可从几百兆赫兹到几十千赫兹。 日本学者首先提出延时自外差式线宽测量方法，它实际是对单模激光器直接 外差测谱法的改进，其光路结构为马赫一曾德干涉仪系统。由于此法利用光纤耦 合器件及光纤作为主要部件，利用双光路干涉原理实现了光谱线宽的自外差测量。 与传统的以透镜和分光镜为主体组成的自由光路相比，设计难度有所降低，系统 精度也得到提高。由此，光纤干涉仪测量光源线宽系统也得到了实际的应用。 从最近几年全光纤干涉仪的发展来看，许多新原理、新方案、新技术正在得 到实施应用，从而使全光纤干涉仪的结构更加趋于合理化和简单化，功能大为增 强。 第 2 页 共 27 页