本文關(guān)鍵詞：亞ns量級脈沖激光與相干探測技術(shù)研究

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【摘要】：1960年激光問世,它具有單色性能好、相干性佳、發(fā)散角小和亮度高等優(yōu)點,為相干探測提供了高性能光源。激光探測具有傳輸效率高、抗干擾性強、體積小等特點,并且在某些領(lǐng)域正逐步的替代傳統(tǒng)微波探測方式。激光作為信息快速獲取的探針,在輸出相同光能量的情況下,激光相干探測過程的傳輸距離、信噪比、接收靈敏度以及距離分辨率均隨著激光脈沖寬度的減小而增加。信息的獲取、傳輸、儲存和處理是亞納秒量級脈沖激光的一項重要應(yīng)用,短脈沖激光的研究為人們在相干探測領(lǐng)域提供了新的方向。本論文主要研究亞納秒量級脈沖激光及其相干探測技術(shù),設(shè)計并研制單頻、窄線寬、低噪聲非平面環(huán)形激光器(NPRO)作為本振光源,設(shè)計并研制單頻、窄脈寬、高峰值功率的被動調(diào)Q微晶片激光器作為脈沖發(fā)射光源,并保證本振光和連續(xù)光束頻率匹配。脈沖激光具有比較寬的頻譜,理論上講只有信號光和脈沖激光頻率一致時,才能獲得最佳的靈敏度。兩束波長相等的激光接入到98/2光纖耦合器中并發(fā)生相干,然后將相干光接入到與高速示波器連接的光電探測器(10GHz)中,在示波器上可以看到明顯的光拍頻現(xiàn)象。改變輸入本振光的功率值,在示波器中觀察到相干光信號的脈沖幅度也隨之發(fā)生變化,從而驗證了小信號的探測過程。為了避免在解調(diào)過程中兩臺激光器頻率一致時導(dǎo)致信號強度不穩(wěn)定的情況,相干探測過程將脈沖光和本振激光同時輸入到90o光混頻器中,兩束光在其內(nèi)部發(fā)生相干后輸出4路相位差為90o的信號,以0o和180o作為I支路,90o和270o作為Q支路,將兩路信號分別接入裝有PIN的平衡探測放大器中。其中連接混頻器和平衡探測器的四根光纖長度應(yīng)完全相等,以保證后續(xù)信號處理過程中I和Q支路相位差為90o,然后利用示波器對I和Q兩路信號做平方和處理,最后在示波器中看到穩(wěn)定的脈沖信號,與理論計算結(jié)果一致。相干探測可以有效的提高信噪比和探測靈敏度,根據(jù)實驗得到相干探測信噪比為45.6dB,最小接收光功率為-55.3dbm;亞納秒量級的激光脈沖具有更寬的頻譜,放寬了探測過程中對本振激光頻率穩(wěn)定性的要求。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN24

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本文編號：1215123