Устройство для измерения спектральных характеристик одночастотных лазеров
Использование: при измерениях спектрального состава видимых или ультрафиолетовых лучей и для измерения спектра и длины волны полупроводниковых лазеров. Сущность изобретения устройство содержит первый расширитель-коллиматор оптического пучка, расположенный между оптическим делителем и акустооптическим модулятором, второй расширитель-коллиматор оптического пучка, расположенный между вторым концом отрезка оптического волокна и оптическим обьединителем, фокусирующую линзу, расположенную между входом оптического объединителя и фотоприемником, регистратор длины волны, состоящий из преобразователя частота-напряжение , инвертора и блока индикации. Благодаря введению расширителей-коллиматоров пучка в первом и втором каналах, по которым проходит смешиваемое излучение , а также регистратора обесепечивается повышение точности измерения длины волны за счет диапазона длин волн, в котором происходит смешение. 2 ил. со с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГО СУДА Р СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793063/25 (22) 26,12,89 (46) 07.07.92. Бюл. ¹ 25 (71) Научно-производственное объединение
"Дальняя связь" (72) Л.Н.Пресленев (53) 621.384.3(088.8) (56) Ананьев Е.Г.. Г!ожар В.Э., Пустовой M,Å.
Акустооптические методы измерения спект-. ров, — Оптика и спектроскопия, 1987. т,62. ¹
1, с.16, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ
СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОЧАСТОТНЫХ ЛАЗЕРОВ (57) Использование: при измерениях спектрального состава видимых или ультрафиолетовых лучей и для измерения спектра и длины волны полупроводниковых лазеров.
Сущность изобретения: устройство содерИзобретение относится к устройствам для.измерения спектральных характеристик адночастотных лазеров, в частности спектральных характеристик полупроводниковых лазеров для волоконно-оптических систем передачи информации с частотным уплотнением сигналов.
Целью изобретения является обеспечение возможности определения абсолютной длины волны излучения одночастотных лазеров и повышение точности измерения.
На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема регистратора длины волны излучения.
Устройства измерения спектральных характеристик одначастотных лазеров со5U„„1746229 А1 жит первый расширитель-коллиматор оптического пучка, расположенный между оптическим делителем и акустооптическим модулятором, второй расширитель-коллиматар оптического пучка, расположенный между вторым концом отрезка оптического волокна и оптическим обьединителем, фокусирующую линзу, расположенную между входом оптического обьединителя и фото- . приемником, регистратор длины волны, состоящий из преобразователя частота-напряжение. инвертора и блока индикации.
Благодаря введению расширителей-коллиматорав пучка в первом и втором каналах, по которым проходит смешиваемое излуче-. ние. а также регистратора обесепечивается повышение точности измерения длины волны эа счет диапазона длин волн, в котором происходит смешение. 2 ил. держит последовательно расположенные оптический делитель 1, первый расширитель-коллиматор 2 оптического пучка, акустооптический модулятор 3, оптический объединитель 4, фокусирующую линзу 5, фотоприемник 6 и подключенный к ега выходу анализатор 7 спектра радиосигналов, отрезок 8 одномодовоо оптического волокна и второй расширитель-коллиматор 9 оптического пучка, располсженный между вторым выходам оптического делителя 1 и вторым входом оптического обьединителя 4, перестраиваемый по частоте генератор 10 гар-, монического сигнаг,а и регистратор 11 длины волны излучения, содержащий последовательно вкл аченные преобразава1 716229 (3<) .ф.гК - О
1 о
Оптическое излучение измеряемого В оптическом делителе 1 излучение раз. деляется на две равные части. первая ча1с!ь поступает на первый оптический расширитель-коллиматор 2, вторая часть подаегся на вход отрезка одномодового оптического волокна. С выхода первого расширителяколлиматора 2 расширенный и сколлимированный оптический пучок поступает на акустооптический модулятор 3.1-!а электрический вход акустооптическогO модулятора 3 подается высокочастотный сигнал ОГ генератора 10 гармонического сигнала. Электрический сигнал генератора 10 преобразуется в акустическую волну, которая распространяется вдоль акустооптического модулятора 3. Проходящий через акустооптический модулятор 3 оптический пучок дифрагирует на этой акусгической волне. При этом в дифрагировавшем оптическом пучке сдвигается частота на величину, равную частоте электрического гармонического сигнала, и он отклоняется на угол где f — частота генератора; Л вЂ” длина волны оптического излучения; Чак CKOPOCTb BK5/ÑTÈ×ÎCÊOÉ ВОЛНЫ, Продифрагировавшее оптическое излу чение с акустооптического модулятора 3 поступает на оптический обьединител1, 4. Вторая половина оптического излучения лазера из оптического делителя проходит через отрезок 8 одномодового Оптического волокна, В котором задерживается на время где 1 — длина отрезка оптического волокна; V<)<)) — скорость оп ической волны В м-1териале волокна. С выхода отрезка 8 одномодового оптического волокна второй пучок излучени)1 проходит через расширитель-коллиматор ц, С выхода расширителя-коллиматора 9 излучение подается на второй вход опти låского объединителя 4, в котором первый и второй пучки пространственно сонме!цаю..ся таким образом. чтобы обеспечить их коллимарное распространение. После прохождения оптического обьединителя 4 излучение фокусируется линзой 5, для IOIO чтобы обеспечить Г!роггранстГ)ен)!Г>e разделение Г)родифрагиро an< 5 непродифрагировавшего на акус IOOflïi«ñ-.ском модуляторе 3 излучений. Р ф!окальной f1fI0cK0c!и f1irl! Iэ bl 5 распол0>K< .11 ф04 Оri р<4<.мНИК 6, Пр!!ЧЕМ ОН 13аэмвщв<Н! <сЗК I 0 !48 Н< .ГО падает излучение. продифрагиров -евшее на I О а к)<стооптичес ком модУл ЯтОР В 3. а тс> !<>KP. прошедшее через отрезок 8 одномодового о!Пического волок:!а. В результате фогосмешения !!л фо<<1-! <риемнике 6 ток на его Выходе c<,/I<4p4<," 15 сигнал биений, средняя частот=, кот<зрого равна частоте электрического Гармо)<ического сигнала. Сигнал с выхода фотоприемника 6 поступает на анал lзатор 7 спектра. i IpYi Выполнении услоьч1я <1 ГДВ z<)= I/5/<><11 (1 дГ<инз Отрезка 8 оп> и !еc<:o Пr. 25 го волокна; / 1! — Скорость излучения В материале волокна); д f — ширина спектра лазер», II:-.I экране анализатора 7 спектра наблюдается Форма спектра иэмеряе !ОгU 1ВЭЕГ>а. r) К1 (, и<нал биений Выде<1яетс5! !îëüê0 В Гам лучае. Осли излучения иэ акустООГ11 ичес Ко r0 модулятора и иэ оптического В< локна (по< ле прохо>кдения через обьединитель) расг ространяются строго колли!!еарно друг ДГ) 5/ I ГРИ ЭТОМ сlМПЛИТ),<<а СИГНс)!Iа .. :- И на Выходе фотоприемника списывас, я В. I> а ж е н и е м Где
В элекгрический сигнал; Р<, — среднее ЭIIэче-! lVlF; МОЩНОСТИ ОГIТИ !ЕСКОГО «!Э
1Г 5<1 с1 — ширина опти !ескосо Г)учка в г!ЛоскоTIi <апти" <еского обьединител51 4; У! ОЛ МСж/1У ОПТИЧ ОКl1t 1<1 Г)) <хс5! !!1 !.!<с1 выходе Оптиче„i Г!ри собл)одении условия коллинеарно55 ст, Опти 1есKИ!х пучков сиГнал бие!1ИЙ с Выxoäà фотоприемника поступает на Вход анализатора спектра радиосигнала, на экране voxopof о индицируется форма спектра излучения иэме1эяемого лазера. При Отсут) 7 1522g ствии спектрзль; ой характеристики на экране анализатора спе1<тра меняют частоту ГЕНЕРатОРа ",BPI OÍÈ×ÅÑÊÎÃÎ СИ. НаЛа ДО тЕХ IIop,.ï0êà этот спектр не появится и пока амплитуда спектральной х pB < Геристики не п; и ет максимально о значения. Обеспечен.-:е максимальной амплитуды спектра эквивалентно тОГ".у, что при Г1 роизвол ьной дли! ie вол ны излуче11ия измеря e мOГО Lle 10чни к;1 Ie0fjõoättì0 перестройкой 1ас1от ы в акусто01!1 ИЧЕСЕОМ f .ОД1/fITITOPe ПОДДЕ(1Х<ИВатгэ ПОс Гояннь и уГО!1 падения 0 <111фракционно!0 пуч1<а на оптический обьединитель, так как УГОЛ Пс1ДЕНИЯ ИЗЛУ 1ЕНИЯ ИЗ ОП1ИЧЕСКОГО ВО" локна при л1обо,t, Lëèfte волны остается постоя11.1ым. учитывая так1ке, что скоросгь :- ку„fll÷eñt К Л i где К- множитель, постоянныйдля коHêðei ной реализации прибора. Таким образом, зная постоянную устройства К и частоту f генератора гармонического сигнала, легко тем или иным способом определить абсолютное зна1ение длины волны оптического излучения. На фиг, 2 приведен вариант одной из возможных реализаций регистратора дли,1ы волны излучения. В таком регисграторе :1зстота гармонического сигнала преобразуetcÿ в постоянное напряжение, амплитуда ;,îòîðîãî пропорциональна частоте. Затем ВТ0 постоянное напряжение инвертируется и подается на индикатор. например стрвлочный прибор, Г1рогрздуированный в единицах измерения длинь: волны. Использование в устройстве расшир,1 телей-коллиматоров смешиваемых пучков Ll регистратора длины волн обеспечивает фо тосмешение в предельно узком диапазоне частот и опегативную регистраци10 длины волны излучения, благодаря чему достигается высокая точность измерения абсол1отноГО значения длины волны. 10 Формула изобретения Усгройстeo для измерений спектральных характеристик одночзстотных лазеров. содержан1ее делитель излучения на два пучка, расположенный на первом выходе Опти15 ческого делителя зкустооптический модулятор. отрезок одномодового волокна. подсоеди1,енный ко второму выходу делителя. оптический обьединитель, фотоприемник, анализатор спектра радиосигналов, 20 Генсратор Гармонического радиосигнала, о т л ; ч а 1о щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения абсолютной длины волны излучения и повышения точности измерений. в него введены 25 первый расширитель-коллиматор оптического пучка, расположенный между оптическим делителем и акустоопти tccKMM модулятором, второй расширитель-колли.матор пучка, расположенный между выхо30 дом оптического делителя и оптическим обьединителем, фокусирую1цая линза, расположеннзя между выходом оптического обьединителя и фотоприемником, подключенный к выходу генератора регистратор 35 длины волны излучения, содержащий последовательно. включенные преобразователь частота-напряжение, инвертор и блок индикации, а генератор гармонического радиосигнала выполнен перестрливаемым по 40 частоте. 1746229 Составитель А,Новиков Техред М.Моргентал Корректор З.Лончакова Редактор И,Шмакова Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2388 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
