基于激光器驅(qū)動的干涉型光纖陀螺是近年來國內(nèi)外光纖陀螺研究的新熱點,但半導(dǎo)體激光器作為一種窄線寬的高相干光源,將其用于干涉型光纖陀螺又會重新引入瑞利散射、Kerr效應(yīng)和偏振交叉耦合等非理想特性進而影響陀螺的精度,因此有必要將半導(dǎo)體激光器的線寬加寬后再使用。為實現(xiàn)半導(dǎo)體激光器的線寬展寬,建立了基于高斯相位調(diào)制的光譜展寬卷積模型,利用OptiSystem仿真分析驗證線寬展寬效果;通過搭建光路進行實驗驗證,實驗結(jié)果證明,通過所提出的展寬方法可以將線寬10 MHz的激光器的光譜展寬成線寬11 GHz的光譜。為干涉型光纖陀螺中半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)保證,具有一定的工程應(yīng)用價值。 

【文章來源】：中國慣性技術(shù)學報. 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

基于高斯相位調(diào)制的激光器線寬展寬方案

第3期付中澤等：基于高斯相位調(diào)制的半導(dǎo)體激光器線寬展寬方法-399-Laser）作為驅(qū)動光源連接相位調(diào)制器（PhaseModulator）的光輸入端口。CWLaser能夠產(chǎn)生連續(xù)的光信號。其內(nèi)部參數(shù)設(shè)定如下，中心波長為1550nm，功率10mW，線寬10MHz，其波形如圖3所示。噪聲源（NoiseSource）和電學放大器（ElectricalAmplifier）構(gòu)成調(diào)制電信號連接PhaseModulator的電輸入端口。ElectricalAmplifier提供可調(diào)的增益/衰減滿足電信號的驅(qū)動能力。光譜分析儀（OpticalSpectrumAnalyzer）和示波器（OscilloscopeVisualizer）分別用于光譜和電信號的可視化分析。在OptiSystem中，NoiseSource提供的是熱噪聲，因其理論模型服從高斯分布，所以可以等效成高斯白噪聲。將該模塊的采樣率（Samplerate）設(shè)置為12GHz，產(chǎn)生的波形如圖4所示。圖2基于OptiSystem的半導(dǎo)體激光器線寬加寬系統(tǒng)Fig.2SemiconductorlaserlinewidthwideningsystembasedonOptiSystem圖3CWLaser輸出的光譜圖Fig.3TheoutputspectrumofCWLaser調(diào)節(jié)放大器的增益，選取典型的增益為40dB和45dB時的光譜分別如圖5、圖6所示。如前所述，圖5中展寬后光譜存在著光載波，隨著增益的變化，載波可以得到有效的抑制（圖6）。此時的光譜被展寬成理想的高斯型光譜，并且不存在邊帶和二階次相干峰等非理想因素。因此，高斯相位調(diào)制線寬展寬對于半導(dǎo)激光器在光纖陀螺中的應(yīng)用是一種理想的解決方案。圖4高斯噪聲信號Fig.4Gaussiannoisesignal圖5增益40dB時的光譜圖Fig.5Spectraldiagramat40dBgain圖6增益45dB時的光譜圖Fig.6Spectraldiagramat45dBgain

第3期付中澤等：基于高斯相位調(diào)制的半導(dǎo)體激光器線寬展寬方法-399-Laser）作為驅(qū)動光源連接相位調(diào)制器（PhaseModulator）的光輸入端口。CWLaser能夠產(chǎn)生連續(xù)的光信號。其內(nèi)部參數(shù)設(shè)定如下，中心波長為1550nm，功率10mW，線寬10MHz，其波形如圖3所示。噪聲源（NoiseSource）和電學放大器（ElectricalAmplifier）構(gòu)成調(diào)制電信號連接PhaseModulator的電輸入端口。ElectricalAmplifier提供可調(diào)的增益/衰減滿足電信號的驅(qū)動能力。光譜分析儀（OpticalSpectrumAnalyzer）和示波器（OscilloscopeVisualizer）分別用于光譜和電信號的可視化分析。在OptiSystem中，NoiseSource提供的是熱噪聲，因其理論模型服從高斯分布，所以可以等效成高斯白噪聲。將該模塊的采樣率（Samplerate）設(shè)置為12GHz，產(chǎn)生的波形如圖4所示。圖2基于OptiSystem的半導(dǎo)體激光器線寬加寬系統(tǒng)Fig.2SemiconductorlaserlinewidthwideningsystembasedonOptiSystem圖3CWLaser輸出的光譜圖Fig.3TheoutputspectrumofCWLaser調(diào)節(jié)放大器的增益，選取典型的增益為40dB和45dB時的光譜分別如圖5、圖6所示。如前所述，圖5中展寬后光譜存在著光載波，隨著增益的變化，載波可以得到有效的抑制（圖6）。此時的光譜被展寬成理想的高斯型光譜，并且不存在邊帶和二階次相干峰等非理想因素。因此，高斯相位調(diào)制線寬展寬對于半導(dǎo)激光器在光纖陀螺中的應(yīng)用是一種理想的解決方案。圖4高斯噪聲信號Fig.4Gaussiannoisesignal圖5增益40dB時的光譜圖Fig.5Spectraldiagramat40dBgain圖6增益45dB時的光譜圖Fig.6Spectraldiagramat45dBgain

【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光器線寬對諧振式光纖陀螺標度因數(shù)的影響[J]. 司琪,馮喆,于昌龍,孫桂林,于懷勇,雷明.  中國慣性技術(shù)學報. 2020(01)
[2]激光器驅(qū)動干涉型光纖陀螺光源相位調(diào)制技術(shù)研究[J]. 張桂才,于浩,馬駿,張書穎,馬林,羅曉蓉.  導(dǎo)航定位與授時. 2017(06)



本文編號：2931456