一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统及方法，属于光谱分析技术领域，本发明基于受激布里渊效应对待测信号特定波长光谱组分放大，并推扫改变泵浦信号波长，实现待测信号的光谱分析；并利用受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱的方法实现光谱分辨率增强；综合运用相互作用信号和受激布里渊增益放大谱的偏振特性、同步探测方法、提高泵浦信号功率等方法实现受激布里渊放大谱的光学抑制比增强。本专利可用于新一代光网络及光器件等的超高分辨率光谱测试，具有超高光谱分辨率、宽动态范围、精度好、高可靠性、小型化等优点。

主权项

一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统，其特征在于：包括窄带可调谐激光器、幅度调制器、布里渊谱锐化组件、偏振控制器、光学环路器、单模光纤链路、光隔离器、探测系统以及控制和数据采集系统；所述窄带可调谐激光器，被配置为用于产生泵浦信号；所述幅度调制器，被配置为用于对输入的泵浦信号进行幅度调制；所述布里渊谱锐化组件，由分束器、马赫‑曾德调制器、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、第一偏振控制器、第二偏振控制器以及耦合器组成，被配置为用于产生光谱分辨率增强所需的受激布里渊增益和衰减泵浦信号；所述光学环路器，被配置为用于使受激布里渊后向散射光和泵浦信号光在光纤末端解耦合而不引起信号光功率的损失；所述单模光纤链路，被配置为用于提供泵浦信号和待测信号相互作用产生受激布里渊效应所需的介质；所述光隔离器，被配置为用于阻止任何可能干扰外部待测信号源输出光学信号；所述偏振控制器，包括第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器和第四偏振控制器；所述第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，被配置为用于控制待测信号和泵浦信号间的偏振状态；所述第四偏振控制器，被配置为用于提取受激布里渊效应产生的相关放大谱信号，抑制无关背景信号的干扰；所述探测系统，采用同步探测工作模式，被配置为用于探测受激布里渊效应产生的相关放大谱信号；所述控制和数据采集系统，被配置为用于采集并获取探测系统输出的光谱信号并控制整个光谱分析系统的工作；窄带可调谐激光器产生泵浦信号并传输至幅度调制器，幅度调制器对泵浦信号进行幅度调制后传输至布里渊谱锐化组件，布里渊谱锐化组件中的分束器将泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一掺铒光纤放大器和马赫‑曾德调制器；马赫‑曾德调制器对衰减泵浦信号进行频率调制，产生满足要求的以增益谱信号峰值频率为中心对称分布的一对衰减泵浦信号，第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器和第二偏振控制器，第一偏振控制器和第二偏振控制器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行偏振控制，并传输至耦合器，经过耦合器处理的泵浦信号经光学环路器进入单模光纤链路的一端；外部待测信号经过光隔离器和第三偏振控制器进入单模光纤链路的另一端；泵浦信号和待测信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊后向散射输出信号，即受激布里渊放大谱信号，并传输至光学环路器，光学环路器将泵浦信号和受激布里渊放大谱信号分开，并传输至第四偏振控制器，第四偏振控制器提取有效的受激布里渊放大谱信号，并传输至探测系统，探测系统采用同步探测方案探测第四偏振控制器输出的受激布里渊放大谱信号，并传输至控制与数据采集系统，通过控制与数据采集系统完成数据的采集与获取并控制光谱分析系统的工作。