波分复用光源检测模块的设计与制作

摘要

拉曼光纤放大器通过大功率的泵浦光源与信号光在光纤中发生受激拉曼散射来实现对信号光的直接放大。通过调节不同波长的多路泵浦激光器的光功率可以实现波分复用(WDM)光源的平坦放大。为了保证放大后的WDM信号各信道的光功率是相近的，必须对每个信道的信号光进行功率检测。此时就需要将各个信道的光进行解复用，使解复用的光波通过光电探测器进行光电转换变成电流信号，再通过前置放大器转换成可识别的电压信号，实现对各个光信道功率值的测量。
　　本文设计并制作了一个波分复用光源检测模块。该模块使用MSP430F1610作为微控制器，控制LTC2600输出模拟扫描电压，将此电压经过功率放大，驱动光纤法布里-珀罗可调谐滤波器工作。通过驱动电压的改变可以控制光纤法布里-珀罗可调谐滤波器滤出不同波长的光波，再将这些光波通过PIN二极管进行光电转换，转换成光电流。由于光电流的值比较小，难以检测，因此使用前置放大器进行电流-电压转换。最后，对该电压进行AD采样，可通过相应的对应关系来计算出光功率值。
　　经测试，该模块的动态范围为20dB。在通过光谱仪进行校准之后，模块测得的信号光功率与光谱仪的实测值之间的误差小于±0.5dB，为实现WDM光源的平坦放大提供了较为准确的反馈量。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 WDM技术的发展概述

1．2 研究的背景和意义

1．3 本文研究的主要内容

第二章 波分复用系统的组成及解复用方案选择

2．1 WDM系统的关键器件

2．1．1 激光器

2．1．2 波分复用器

2．2．3 光放大器

2．2．4 光探测器

2．3 WDM光源检测模块解复用方案的选择

2．4 FFP-TF的工作原理及性能介绍

第三章 PIN二极管与前置放大电路的原理与仿真

3．1 PIN二极管的原理

3．2 前置放大电路的性能分析及仿真

3．2．1 线性度

3．2．2 偏置

3．2．3 带宽

3．3 光电二极管及放大器的噪声

3．3．1 光电二极管的参数特性介绍

3．3．2 互阻放大器噪声及稳定性的分析与仿真

第四章 检测模块的硬件设计与制作

4．1 系统可行性分析

4．2 模块的硬件组成

4．2．1 微控制器

4．2．2 DAC电路

4．2．3 信号发生器

4．2．4 功率放大电路

4．2．5 光接收器及前置放大电路

4．2．6 自动增益控制电路

4．2．7 滤波电路

4．2．8 锁相放大电路

4．2．9 峰值保持电路

4．2．10 人机交互模块

4．2．11 供电电源部分

4．2．12 RS-232串口

4．3 硬件电路的制作

第五章 检测模块的软件设计及实验结果

5．1 主程序流程

5．2 峰值检测流程

5．3 实验及结论分析

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果清单