傅里叶域锁模光纤激光器
阅读：876发布：2021-06-08
专利汇可以提供傅里叶域锁模光纤激光器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及傅里叶域 锁 模光纤 激光器 ，包括， 耦合器 还连接有环形器，用于将部分 激光束 传输至环形器；与环形器连接的布拉格光栅用于滤波出预设 波长 的激光束；与布拉格光栅连接的光电 二极管 用于根据预设波长的激光束生成参考电 信号 ； 光电二极管 和用于驱动 滤波器 的外时钟均与鉴相 电路 连接；鉴相电路用于根据外时钟的 电信号 与参考电信号的 相位 比较结果生成误差数据；压电陶瓷用于根据误差数据对光纤的长度进行微调，以使激光束的传输时间与外时钟同步，从而通过消除FDML中 光源 波长产生的抖动，来减少OCT的伪影现象。，下面是傅里叶域锁模光纤激光器专利的具体信息内容。
1.一种傅里叶域锁模光纤激光器，其特征在于，包括：
耦合器还连接有环形器，用于将部分激光束传输至所述环形器；与所述环形器连接的布拉格光栅用于从所述环形器输出的激光束中滤波出预设波长的激光束；与所述布拉格光栅连接的光电二极管用于根据所述预设波长的激光束生成参考电信号；
所述光电二极管和用于驱动滤波器的外时钟均与鉴相电路连接；所述鉴相电路用于根据所述外时钟的电信号与所述参考电信号的相位比较结果生成误差数据；
串接于所述滤波器和光纤之间的压电陶瓷用于根据所述误差数据对所述光纤的长度进行微调，以使激光束的传输时间与所述外时钟同步。
2.根据权利要求1所述的傅里叶域锁模光纤激光器，其特征在于，所述布拉格光栅包括光纤布拉格光栅。
3.根据权利要求1所述的傅里叶域锁模光纤激光器，其特征在于，所述压电陶瓷包括锆钛酸铅压电陶瓷PZT。
4.根据权利要求3所述的傅里叶域锁模光纤激光器，其特征在于，所述PZT包括电压转换模块；
所述电压转换模块用于以所述误差数据为参数，根据PZT外施电压与相位变化量的数学关系式生成所述PZT对所述光纤的长度进行微调时所需的电压值。
傅里叶域锁模光纤激光器
技术领域
[0001] 本实用新型属于光学领域，特别涉及傅里叶域锁模光纤激光器。
背景技术
[0002] 光学相干层析成像(Optical coherence tomography，OCT)，作为一种高分辨、无损、非侵入的光学三维成像技术，不仅能够满足眼科、胃肠科、心脏科等医学领域对生物组织三维结构的成像需求，而且能够满足诸如透镜间距、印刷电路板、药物外涂层、半导体晶片、光学薄膜膜厚等工业领域的检测需求。
[0005] 由于FDML中光源波长产生的抖动，会造成OCT的伪影等现象。
[0006] 上述的背景技术仅仅是发明人为了导出本实用新型实施方式而保有的、或在导出过程中习得的技术信息，并不一定是在本实用新型实施方式的提交之前已公开于一般公众的公知技术。实用新型内容
[0007] 为了消除FDML中光源波长产生的抖动，以减少OCT的伪影现象，本实用新型提供了一种傅里叶域锁模光纤激光器，包括：
[0008] 耦合器还连接有环形器，用于将部分激光束传输至所述环形器；与所述环形器连接的布拉格光栅用于从所述环形器输出的激光束中滤波出预设波长的激光束；与所述布拉格光栅连接的光电二极管用于根据所述预设波长的激光束生成参考电信号；
[0010] 串接于所述滤波器和光纤之间的压电陶瓷用于根据所述误差数据对所述光纤的长度进行微调，以使激光束的传输时间与所述外时钟同步。
[0011] 优选的，在本实用新型实施例中，所述布拉格光栅包括光纤布拉格光栅。
[0012] 优选的，在本实用新型实施例中，所述压电陶瓷包括锆钛酸铅压电陶瓷PZT。
[0014] 所述电压转换模块用于以所述误差数据为参数，根据PZT外施电压与相位变化量的数学关系式生成所述PZT对所述光纤的长度进行微调时所需的电压值。
[0015] 在本实用新型实施例的另一面，还提供了一种傅里叶域锁模光纤激光器的抖动消除方法，包括：
[0016] 使用环形器获取光纤中的部分激光束；
[0017] 通过布拉格光栅在上述部分激光束中滤波出预设波长的激光束；
[0018] 使用光电二极管根据所述预设波长的激光束生成参考电信号；
[0019] 使用鉴相电路根据外时钟的电信号与所述参考电信号的相位比较结果生成误差数据；
[0020] 通过串接于所述滤波器和光纤之间的压电陶瓷根据所述误差数据对所述光纤的长度进行微调，以使激光束的传输时间与所述外时钟同步。
[0021] 优选的，在本实用新型实施例中，所述布拉格光栅包括光纤布拉格光栅。
[0022] 优选的，在本实用新型实施例中，所述压电陶瓷包括锆钛酸铅压电陶瓷PZT。
[0023] 优选的，在本实用新型实施例中，所述通过串接于所述滤波器和光纤之间的压电陶瓷根据所述误差数据对所述光纤的长度进行微调，以使光束的传输时间与所述外时钟同步，包括：
[0024] 以所述误差数据为参数，根据PZT外施电压与相位变化量的数学关系式生成所述PZT对所述光纤的长度进行微调时所需的电压值。
[0025] 由上可以看出，在本实用新型实施例中，通过使用获取光纤中的部分激光束，然后从中滤波出预设波长的激光束；接着再使用光电二极管根据预设波长的激光束生成参考电信号；这样，使用鉴相电路根据外时钟的电信号与参考电信号的相位比较结果，就可以获得相应的误差数据；该误差数据的数值与FDML中光源波长在不同周期内出现的位置偏差量有对应关系；于是通过串接于滤波器和光纤之间的压电陶瓷就可以根据误差数据来对光纤的长度进行微调来进行相应的光纤相位调制，以使激光束的传输时间与外时钟同步，进而可以达到通过消除FDML中光源波长产生的抖动，来减少OCT的伪影现象的目的。
附图说明
[0027] 图1为本实用新型实施例中所述傅里叶域锁模光纤激光器的结构示意图；
[0028] 图2为本实用新型实施例中所述傅里叶域锁模光纤激光器的抖动消除方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0030] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0031] 在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0032] 另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
[0033] 本实用新型实施例提供的傅里叶域锁模光纤激光器如图1所示，包括：耦合器01还连接有环形器11，用于将部分激光束传输至环形器11；与环形器11连接的布拉格光栅12用于滤波出预设波长的激光束；与布拉格光栅12连接的光电二极管13用于根据预设波长的激光束生成参考电信号；光电二极管13和用于驱动滤波器02的外时钟03均与鉴相电路14连接；鉴相电路14用于根据外时钟03的电信号与参考电信号的相位比较结果生成误差数据；串接于滤波器02和光纤04之间的压电陶瓷05用于根据误差数据对光纤05的长度进行微调，以使光束的传输时间与外时钟03同步。
[0034] 傅里叶域锁模(Fourier domain mode locking,FDML)光纤激光器，作为扫频光学相干层析成像技术(optical coherence tomography,OCT)成像的关键设备，其整体为光纤环状结构，作为信号发生器的外时钟03通过向滤波器02加载周期性的电驱动信号，来实现周期性的扫描。在本实用新型实施例中，通过设有环形器11，会使得激光束通过耦合器01后，将一部分激光束部分激光束分流至环形器11；然后，通过布拉格光栅12就可以从分流出来的激光束中滤波出预设波长的激光束；接着，再使用光电二极管13根据预设波长的激光束生成参考电信号；本实用新型实施例中的鉴相电路14分别与外时钟03和光电二极管13连接，用于分别接收光电二极管13所生成的参考电信号和外时钟03的电信号，通过对这两种电信号进行相位比较的比较结果，就可以获得相应的误差数据；该误差数据的数值与FDML中光源波长在不同周期内出现的位置偏差量有对应关系；于是通过串接于滤波器02和光纤04之间的压电陶瓷05就可以根据误差数据来对光纤04的长度进行微调来进行相应的相位调制，以使激光束的传输时间与外时钟03同步，进而可以达到通过消除FDML中光源波长产生的抖动，来减少OCT的伪影现象的目的。
[0035] 在实际应用中，本实用新型实施例中的布拉格光栅12具体可以是光纤布拉格光栅。所采用的压电陶瓷05具体可以是锆钛酸铅压电陶瓷PZT。
[0036] 优选的，本实用新型实施例中的PZT可以包括有电压转换模块(图中未示出)；电压转换模块用于以误差数据为参数，根据PZT外施电压与相位变化量的数学关系式生成所述PZT对光纤的长度进行微调时所需的电压值，从而可以对光纤的长度进行相应的调节。
[0037] 在本实用新型实施例的另一面，还提供了一种傅里叶域锁模光纤激光器的抖动消除方法，如图2所示，包括步骤：
[0038] S11、使用环形器获取光纤中的部分激光束；
[0039] 傅里叶域锁模光纤激光器开始工作的时候，外时钟通过驱动通过向滤波器加载周期性的电驱动信号，来实现周期性的扫描。
[0040] 本实用新型实施例中，通过设有环形器，会使得激光束通过耦合器后，会将一部分激光束部分激光束分流至环形器；
[0041] S12、通过布拉格光栅在上述部分激光束中滤波出预设波长的激光束；
[0042] 通过布拉格光栅就可以从分流出来的激光束中滤波出预设波长的激光束；
[0043] S13、使用光电二极管根据所述预设波长的激光束生成参考电信号；
[0044] 接着，再使用光电二极管根据预设波长的激光束生成参考电信号；
[0045] S14、使用鉴相电路根据外时钟的电信号与所述参考电信号的相位比较结果生成误差数据；
[0046] 本实用新型实施例中的鉴相电路分别与外时钟和光电二极管连接，用于分别接收光电二极管所生成的参考电信号和外时钟的电信号，通过对这两种电信号进行相位比较的比较结果，就可以获得相应的误差数据；
[0047] S15、通过串接于所述滤波器和光纤之间的压电陶瓷根据所述误差数据对所述光纤的长度进行微调，以使激光束的传输时间与所述外时钟同步。
[0048] 该误差数据的数值与FDML中光源波长在不同周期内出现的位置偏差量有对应关系；于是通过串接于滤波器和光纤之间的压电陶瓷就可以根据误差数据来对光纤的长度进行微调来进行相应的光纤相位调制，以使激光束的传输时间与外时钟同步，进而可以达到通过消除FDML中光源波长产生的抖动，来减少OCT的伪影现象的目的。
[0049] 在实际应用中，本实用新型实施例中的布拉格光栅具体可以是光纤布拉格光栅。所采用的压电陶瓷具体可以是锆钛酸铅压电陶瓷PZT。
[0050] 优选的，本实用新型实施例中的PZT可以包括有电压转换模块；电压转换模块用于以误差数据为参数，根据PZT外施电压与相位变化量的数学关系式生成所述PZT对光纤的长度进行微调时所需的电压值，从而可以对光纤的长度进行相应的调节。
[0051] 本领域普通技术人员可以理解：在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
[0052] 在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
[0053] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
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