一種多光束寬帶調頻脈沖激光波形集中測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于高功率激光參數(shù)測量技術領域，具體設及一種多光束寬帶調頻脈 沖激光波形集中測量裝置，適用于甚多束大型高功率激光裝置寬帶調頻脈沖激光波形的遠 程集中測量裝置。
【背景技術】
[0002] 在大型甚多束高功率激光驅動器中，脈沖激光常采用寬帶調頻脈沖，其光譜結構 為離散分布的梳狀光譜，且具有很強的時譜關聯(lián)性，光譜成分的微弱失衡將導致脈沖波形 出現(xiàn)調制。與寬帶調頻脈沖不同，窄帶脈沖由于光譜結構單一，不存在幅頻效應，其光束截 面上空間各點的時間特性一致，且與全口徑光束的時間特性一致。大型高功率激光裝置包 含幾十至上百路激光束，一方面要實現(xiàn)各路全口徑光束的調頻脈沖波形測量；另一方面，要 實現(xiàn)各路光束的遠程集中測量，減少測量設備，降低裝置運行成本。
[0003] 目前，大型高功率激光裝置輸出納秒脈沖波形測量方法有Ξ種，一種方法是采用 光電管和高帶寬數(shù)字示波器，運種方法在面對寬帶調頻脈沖時，可W接收全口徑光束并獲 得波形，但是受限于示波器一個通道只能測量單路光束W及高速電纜的帶寬和色散，在同 時面對多束數(shù)、多診斷點的大型激光裝置時，采用電纜傳輸不利于信息的長距離保真?zhèn)鬏?和集中測量，并且由于需要使用大量示波器導致裝置運行成本高昂；第二種方法是通過光 纖取樣及時分復用的光傳輸技術并結合超快光電探測器和高帶寬示波器實現(xiàn)多束激光脈 沖波形在示波器單個通道中的集中測量，運種方法利于實現(xiàn)信息的長距離無崎變傳輸和系 統(tǒng)集成，并可大幅降低激光裝置的運行成本，但是運種方法在面對寬帶調頻脈沖時，由于光 纖取樣方式為光束截面局部或點取樣，在光束與光纖禪合的過程中容易導致頻譜成分失 衡，引起附加波形調制，所獲得的波形信息不能準確反映全口徑光束的時間特性，因此上述 兩種納秒脈沖波形測量方法的應用范圍受到限制；第Ξ種方法是前兩種方法的結合，通過 光電管接收全口徑光束實現(xiàn)光電轉換，利用直調光調制器將電脈沖信號轉換為具有相同波 形的窄帶光脈沖并通過光纖長距離傳輸，由超快光電探測器和高帶寬示波器實現(xiàn)脈沖激光 波形的測量。運種方法可W實現(xiàn)全口徑光束調頻脈沖波形測量W及信號長距離遠程保真?zhèn)?輸，便于利用光纖時分復用技術實現(xiàn)多光束集中測量，但是直調光調制器在輸出窄帶光脈 沖的同時，也輸出一定功率的連續(xù)光，在面對多光束脈沖波形時分復用的集中測量時，受限 于光電探測器的連續(xù)飽和功率，連續(xù)光本底將極大壓縮窄帶光脈沖的幅度，降低信號的動 態(tài)范圍，因此第Ξ種方法在面對多光束光路的集中測量時也受到限制。而關于高功率激光 裝置多光束寬帶調頻脈沖波形集中測量相關的報道僅有光纖與激光禪合取樣方面及寬帶 調頻脈沖波形測量的報道。名稱為《一種用于高功率激光測試系統(tǒng)的光纖禪合方法》的中 國發(fā)明專利（專利號：ZL200910215304. 9)，描述了近場成像平行光下禪合裝置；名稱為《一 種寬帶調頻脈沖激光波形測試裝置》的中國實用新型專利(專利號：ZL201420652805.X)，描 述了實現(xiàn)單光束寬帶調頻脈沖激光波形的測量裝置；W上裝置不能同時實現(xiàn)全口徑光束波 形測量和多光束遠程集中測量。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術中在面對大型激光裝置輸出的多光束寬帶調頻脈沖激光波形 的集中測量時，不能同時實現(xiàn)全口徑光束波形測量和多光束遠程集中測量的不足，本實用 新型提供一種多光束寬帶調頻脈沖激光波形集中測量裝置。
[0005] 本實用新型的技術方案如下
[0006] 本實用新型的多光束寬帶調頻脈沖激光波形集中測量裝置，其特點是，所述的激 光波形集中測量裝置包括光路中依次排布的光-電-光轉換模塊、光纖波分復用-開關模 塊、光纖時分復用模塊、光纖放大器、光電探測器、示波器、計算機。其中，光-電-光轉換模 塊含有光衰減器、透鏡、光電管、直調光調制器。光纖波分復用-開關模塊含有密集波分復 用器、光纖聲光開關、密集波分解復用器。光纖時分復用模塊含有光纖延時器件、密集波分 復用器。
[0007] 所述的激光波形集中測量裝置的光路中，被測的多光束寬帶調頻脈沖平行光各路 光束依次穿過光衰減器、透鏡，然后垂直入射到光電管的光感應面轉換成電脈沖信號。電脈 沖信號通過電纜輸出到直調光調制器的射頻輸入端。每束光路中直調光調制器將電脈沖信 號分別調制在不同波長的窄帶連續(xù)光信號之上并通過單模光纖輸出；每束不同波長的窄帶 連續(xù)光經單模光纖長距離傳輸至密集波分復用器相對應波段的輸入端，經禪合，不同波長 的各路連續(xù)光信號進入同一根單模光纖輸出。各路不同波長的連續(xù)光信號進入光纖聲光開 關，被切為統(tǒng)一的具有一定脈寬的長脈沖光，其中調制信號光疊加在長脈沖光之上由單根 單模光纖輸出。不同波長的長脈沖光進入密集波分解復用器，經禪合，不同波長的長脈沖光 分別由不同根單模光纖同步輸出到光纖延時器件。各路長脈沖光經等間距的延時后通過單 模光纖進入密集波分復用器相對應波段的輸入端，經禪合，由單根單模光纖輸出具有等時 間延遲的系列長脈沖光信號到光纖放大器，放大后，系列長脈沖光信號通過單模光纖輸入 至光電探測器，光電探測器輸出的電信號通過電纜進入示波器，示波器輸出數(shù)據(jù)則經網線 送入計算機進行數(shù)據(jù)處理。
[0008] 所述多光束光路中的各個直調光調制器輸出波長不同，用于滿足國際通訊聯(lián)盟的 密集波分復用波長標準。
[0009] 所述密集波分復用器、密集波分解復用器的各輸入/輸出端相對應波段與各光路 直調光調制器輸出波長相匹配，用于滿足國際通訊聯(lián)盟的密集波分復用標準。
[0010] 所述光纖聲光開關輸出波形0. 5地寬度大于調制信號波形底部寬度；光纖聲光開 關3地頻率響應寬度大于密集波分復用標準口UGrid中屯、波長間隔與多光束束數(shù)的乘積。
[0011] 所述光纖放大器3地頻率響應寬度大于密集波分復用標準口UGrid中屯、波長間 隔與多光束束數(shù)的乘積。
[0012] 所述光纖延時器件的脈沖延時大于光纖聲光開關輸出波形底部寬度。
[0013] 本實用新型的多光束寬帶調頻脈沖激光波形集中測量裝置中的光電管輸出電脈 沖信號功率小于直調光調制器輸入1地壓縮點；直調光調制器調制帶寬大于光電管響應 帶寬；光電管輸出阻抗與直調光調制器輸入阻抗?jié)M足阻抗相匹配原則；各光路中的直調 光調制器輸出波長不同，滿足國際通訊聯(lián)盟（ITU)的密集波分復用波長標準（ITUGrid: 200GHz/100GHzSpacing);密集波分復用器/解復用器各通道波段與各光路直調光調制 器輸出波長相匹配，滿足國際通訊聯(lián)盟（ITU)的密集波分復用標準（ITUGrid: 200GHz/100細zSpacing)。
[0014] 本實用新型的多光束寬帶調頻脈沖激光波形集中測量裝置具有高可靠性，信息可 長距離光纖傳輸，通過光纖波分-時分復用傳輸技術實現(xiàn)多光束寬帶調頻脈沖激光波形的 集中測量，能夠有效降低系統(tǒng)的運行成本，特別適用于甚多束大型高功率激光裝置寬帶調 頻脈沖時間波形的集中測量。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的多光束寬帶調頻脈沖激光波形集中測量裝置的原理示意圖；
[0016] 圖2為本實用新型中的光-電-光轉換模塊的原理示意圖；
[0017] 圖3為本實用新型中的光纖波分復用-開關模塊的原理示意圖；
[0018] 圖4為本實用新型中的光纖時分復用模塊的原理示意圖。
[0019] 圖中，1.光-電-光轉換模塊2.光纖波分復用-開關模塊3.光纖時分復用模 塊4.光纖放大器5.光電探測6.示波器7.計算機8.光衰減器9.透鏡10.光 電管11.直調光調制器12.密集波分復用器13.光纖聲光開關14.密集波分解復 用器15.光纖延時器件16.密集波分復用器。
【具體實施方式】
[0020] 下