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光纤传感系统用光源及光放大器

编辑:能源网小编   发布日期:2018-01-08        

  随着物联网技术的发展和应用的普及,作为物联网应用中较为广泛的光纤传感网络也得到了越来越多的应用。不同于光纤通信系统,光纤传感系统中所用的光源也有着特殊的要求。这其中ASE光源和脉冲激光光源和脉冲光放大器是使用较为广泛,发展较为迅速的技术。

  掺铒光纤光源是近年来发展起来的新型光纤传感用宽带光源,它的谱宽可达数十纳米,温度稳定性好,输出偏振度低,相干度小,是一种很有前途的宽带光源。因其优良的特性,在光纤FBG传感、光学无源测试以及光纤陀螺等很多领域得到了广泛的应用。

  光纤以其灵敏度高和易复用组网等优点,在状态监测领域得到广泛的应用,如桥梁、隧道、石油、化工、电力和安全防护等。ASE光源由于光谱带宽,平坦度以及输出功率以及光谱稳定性等优点成为基于光可调谐滤波器的波-空分复用光纤光栅传感系统的系统光源。基于多年的光纤放大器的技术积累,光迅科技研发的用于FBG传感的专用ASE光源可以覆盖C波段以及C+L波段,最高输出功率可达26dBm,输出光偏振度小于5%,光功率稳定度小于0.02dB。对于实现高覆盖,高精度,高可靠的传感网络具有重要价值。

  ASE光源在无源器件开发以及生产测试中也有非常广泛的应用,相比较于可调激光器等其它光源,ASE光源具有更高的输出功率(一般的可调激光器的最高输出功率仅可到十几mW,而光迅科技的测试用ASE光源输出可达400mW)在插入损耗,隔离度,方向性等的测试中可以更快速的获得精确测试结果,同时其高输出功率和高稳定性也可以支持多个测试系统并行测试。

  光迅科技生产的光纤陀螺用专用ASE光源具有尺寸小,功耗低,输出功率高、光谱带宽宽、输出功率以及光谱稳定等优点,可以满足高精度光纤陀螺用ASE光源的各种条件。

  作为分布式光纤温度传感、激光测距中的核心部件,脉冲激光光源以及脉冲光放大器有着无可替代的重要作用。在这些应用中,高峰值功率,窄脉冲,高重复频率以及良好的峰值功率稳定性及重复性是提高系统测量精度,扩大测量范围的关键要素。

  针对这一市场需求,光迅科技开发了系列脉冲激光光源以及脉冲光放大器。通过采用特殊的超短脉冲驱动以及瞬态控制,保形放大等技术,光迅科技的脉冲激光器以及脉冲光放大器的输出峰值功率可覆盖从10毫瓦到千瓦以上量级,脉宽可达纳秒级,并具有良好的脉冲波形。其输出脉冲宽度、重复频率和脉冲输出功率均可调节,同时可输出同步脉冲电信号。

  作为脉冲激光器中的脉冲放大单元,脉冲光纤放大器利用了稀土光纤工作中的 “浪涌”效应来得到远高于饱和输出功率的峰值输出,其脉冲放大特性不仅与输入平均功率相关,还与输入脉冲的重复频率、脉冲形状和峰值功率密切相关。在低的脉冲重复频率下(1kHz),两脉冲的时间间隔足够长(ms级别),在铒纤内放大前一个脉冲所消耗的反转粒子数可在此时间间隔内得到充分的恢复,当下一个脉冲到达时,光纤放大器可达到最大的峰值输出功率。

  由于脉冲光纤放大器的放大特性与脉冲特性密切相关,光迅科技针对用户的脉冲特性对铒纤长度和泵浦功率大小进行优化设计,在高峰值功率放大的同时,确保最小的脉冲形状畸变,以满足各种不同应用场合的需求。在10ns的典型脉冲宽度下,光迅科技的光纤脉冲放大器可达到20W-1KW的峰值输出功率。在内部集成输入(输出)功率光电探测器、输入(输出)光隔离器。提供RS232通信接口,以放大器的运行状态,并对泵浦功率和峰值功率进行调整。在机械设计方面,可根据需求提供1U、标准模块和小型化模块(MSA)。

  除常规的脉冲光纤放大器外,为满足相干系统等多个领域对保偏放大的需求,还可提供保偏脉冲放大器,其偏振消光比大于20dB,最大脉冲峰值功率可达1kW。

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