一种基于耦合器的幅值控制系统的制作方法

专利2025-05-04  11


本发明涉及光学,特别是涉及一种基于耦合器的幅值控制系统。


背景技术:

1、目前,饱和吸收器可以用于对激光腔内的损耗进行调制,以产生短脉冲信号,也可用于在激光器谐振腔外面进行非线性滤波。饱和吸收器是具有一定光学损耗的光学元件,会将光强较低的光部分吸收,而在光强足够高时让其穿过。

2、然而,饱和吸收器通常是采用掺杂吸收离子的介质中实现,在需要对不同振幅的光实现饱和吸收特性时,需要对介质的材质进行反复尝试,导致饱和吸收器的设计效率较低,使得实现幅值控制的效率较低。

3、因此,如何提高幅值控制的效率成为了亟待解决的问题。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本发明采用的技术方案为一种基于耦合器的幅值控制系统,所述基于耦合器的幅值控制系统包括:光输入单元、分束器、第一参考光源、第一合束器、第二参考光源、第二合束器、第一光纤、第二光纤、第三光纤、第四光纤和耦合器,第一参考光源发出的第一参考光束经第一合束器输入至第一光纤,第二参考光源发出的第二参考光束经第二合束器输入至第二光纤。

2、光输入单元与分束器连接,用于向分束器输入符合初始振幅的输入光束。

3、分束器用于按照第一分光比例和第二分光比例对输入光束进行分光处理,得到第一分光比例对应的第一分光束和第二分光比例对应的第二分光束,将第一分光束经第一合束器输入第一光纤中,将第二分光束经第二合束器输入第二光纤中,输入光束中的预设波峰在第一分光束中对应于第一波峰,输入光束中的预设波峰在第二分光束中对应于第二波峰,第一波峰在第一分光束中对应的相位与第二波峰在第二分光束中对应的相位均为第一相位,第一分光束中第一波峰对应的幅值为第一幅值,第二分光束中第二波峰对应的幅值为第二幅值。

4、由第一光纤使用第一参考光束对第一分光束进行功率调整,得到第一调整光束,将第一调整光束传输至第三光纤,再经第三光纤传输至耦合器,在第一调整光束到达耦合器时,第一波峰对应的相位变更为第二相位,第一波峰对应的幅值变更为第三幅值。

5、由第二光纤使用第二参考光束对第二分光束进行功率调整,得到第二调整光束,将第二调整光束传输至第四光纤,再经第四光纤传输至耦合器,在第二调整光束到达耦合器时,第二波峰对应的相位变更为第三相位,第二波峰对应的幅值变更为第四幅值,第二相位和第三相位满足预设相位关系,第三幅值和第四幅值满足预设幅值关系。

6、耦合器用于将接收到的第一调整光束和第二调整光束进行相干叠加,得到符合目标振幅的输出光束。

7、本发明与现有技术相比具有明显的有益效果,借由上述技术方案,本发明提供的一种基于耦合器的幅值控制系统可达到相当的技术进步性及实用性,并具有产业上的广泛利用价值,其至少具有以下有益效果:第一参考光源发出的第一参考光束经第一合束器输入至第一光纤,第二参考光源发出的第二参考光束经第二合束器输入至第二光纤;光输入单元与分束器连接,用于向分束器输入符合初始振幅的输入光束;分束器用于按照第一分光比例和第二分光比例对输入光束进行分光处理,得到第一分光比例对应的第一分光束和第二分光比例对应的第二分光束,将第一分光束经第一合束器输入第一光纤中,将第二分光束经第二合束器输入第二光纤中,输入光束中的预设波峰在第一分光束中对应于第一波峰,输入光束中的预设波峰在第二分光束中对应于第二波峰,第一波峰在第一分光束中对应的相位与第二波峰在第二分光束中对应的相位均为第一相位,第一分光束中第一波峰对应的幅值为第一幅值,第二分光束中第二波峰对应的幅值为第二幅值;由第一光纤使用第一参考光束对第一分光束进行功率调整,得到第一调整光束,将第一调整光束传输至第三光纤,再经第三光纤传输至耦合器,在第一调整光束到达耦合器时,第一波峰对应的相位变更为第二相位,第一波峰对应的幅值变更为第三幅值;由第二光纤使用第二参考光束对第二分光束进行功率调整,得到第二调整光束,将第二调整光束传输至第四光纤,再经第四光纤传输至耦合器,在第二调整光束到达耦合器时,第二波峰对应的相位变更为第三相位,第二波峰对应的幅值变更为第四幅值,第二相位和第三相位满足预设相位关系,第三幅值和第四幅值满足预设幅值关系;耦合器用于将接收到的第一调整光束和第二调整光束进行相干叠加,得到符合目标振幅的输出光束;可知,通过分束器将输入光束分为第一分光束和第二分光束,以第一光纤使用第一参考光束对第一分光束进行功率调整,得到第一调整光束,以第二光纤使用第二参考光束对第二分光束进行功率调整,得到第二调整光束,使得输入光束中任一波峰在第一调整光束和第二调整光束中分别对应的波峰的相位之间存在相位差并约束该相位差符合预设相位关系,同时约束在第一调整光束和第二调整光束中波峰对应的幅值符合预设幅值关系,进而可以在耦合器中对第一调整光束和第二调整光束进行相干叠加,使得波峰处的幅值能够完全相干叠加为目标振幅,其他位置的幅值部分相干叠加,从而实现饱和吸收器的效果,提高了饱和吸收器的设计效率,进而提高幅值控制的效率。



技术特征:

1.一种基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,所述系统包括:光输入单元、分束器、第一参考光源、第一合束器、第二参考光源、第二合束器、第一光纤、第二光纤、第三光纤、第四光纤和耦合器,所述第一参考光源发出的第一参考光束经所述第一合束器输入至所述第一光纤,所述第二参考光源发出的第二参考光束经所述第二合束器输入至所述第二光纤;

2.根据权利要求1所述的基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,所述系统还包括:处理器和存储有计算机程序的存储器;

3.根据权利要求1所述的基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,所述系统还包括:处理器和存储有计算机程序的存储器;

4.根据权利要求3所述的基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,步骤s205包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,步骤s302包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,所述根据cn、dn、ηn和an,确定第一子损失函数值,包括:

7.根据权利要求1所述的基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,所述预设相位关系为:所述第二相位和所述第三相位的相位差为2kπ,k为整数。

8.根据权利要求1所述的基于耦合器的幅值控制系统,其特征在于,所述预设幅值关系为:所述第三幅值和所述第四幅值之和与所述目标振幅相同。


技术总结
本申请涉及光学技术领域,特别是涉及一种基于耦合器的幅值控制系统,包括:光输入单元、分束器、第一参考光源、第一合束器、第二参考光源、第二合束器、第一光纤、第二光纤、第三光纤、第四光纤和耦合器,通过分束器将输入光束分为第一分光束和第二分光束,以第一光纤将第一分光束调整为第一调整光束,以第二光纤将第二分光束调整为第二调整光束,使得在第一调整光束中第一波峰和第二调整光束中第二波峰分别对应的相位符合预设相位关系且分别对应的幅值符合预设幅值关系,在耦合器中对第一调整光束和第二调整光束进行相干叠加,使得波峰处的幅值能够完全相干叠加为目标振幅,其他位置的幅值部分相干叠加,实现饱和吸收特性,提高幅值控制效率。

技术研发人员:潘伟巍,张磊,李太航,刘佳俊
受保护的技术使用者:上海频准激光科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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