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光折变效应应用中的预置光栅方法

摘要

本发明涉及一种在光折变效应应用中的预置光栅方法。首先,在不同的应用系统中设置预置激光器,并通过调整预置激光器产生的预置光,在光折变晶体内建立起预置光栅;在需要工作时,关闭预置激光器,同时将信号光引入所应用的系统中;光折变晶体在入射信号光的作用下,基于在光折变晶体中保留的预置光栅,通过光折变效应,在极短的时间内,分别实现自泵浦相位共轭、互泵浦相位共轭、光折变自适应光外差探测的不同应用。大大缩短了响应时间,可解决因光折变效应响应时间长应用不便的问题。可用于相位共轭激光器、自适应光学、光通信、激光陀螺的光折变自泵浦相位共轭与互泵浦相位共轭,及激光通讯、雷达、外差光谱学等光折变自适应光外差探测领域。

著录项

  • 公开/公告号CN1580873A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2005-02-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 西安电子科技大学;

    申请/专利号CN200410026141.7

  • 申请日2004-05-18

  • 分类号G02F1/03;G02F1/35;H01S3/00;

  • 代理机构陕西电子工业专利事务所;

  • 代理人王品华;黎汉华

  • 地址 710071 陕西省西安市太白路2号

  • 入库时间 2023-12-17 15:55:48

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2009-07-22

    专利权的终止(未缴年费专利权终止)

    专利权的终止(未缴年费专利权终止)

  • 2007-05-09

    授权

    授权

  • 2005-04-20

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2005-02-16

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域,具体地说是一种在光折变效应应用中的预置光栅方法,可用于相位共轭激光器、自适应光学、光通信等领域的光折变自泵浦相位共轭与光折变互泵浦相位共轭,也可用于激光通讯、雷达、外差光谱学及激光陀螺等领域内的光折变自适应光外差探测,以及相关的光折变效应应用领域。

背景技术

众所周知,光外差探测技术与直接探测技术相比,具有很高的探测灵敏度、信噪比,所以在弱信号探测中广泛地应用。但是,根据光外差探测技术原理,为了在探测器光敏面上得到有效的光外差,必须使信号光与本地参考光波前匹配、角度准直,并保持偏振方向一致,因而在实际应用中,特别是信号光通道不均匀时,要实现光外差探测是十分困难的。1988年,美国的Shamir等人在“Wavefront Conjugation and Amplification for Optical CommunicatinThrough Distorting Media”,Appl.Opt.,1988,27(14):2912~2914中提出了利用光折变四波混频、互泵浦相位共轭技术自适应地修正信号波前畸变,实现光外差探测的设想。随后,与该技术有关的进一步研究有:Adamas等人在“Wide-Field-of-View Heterodyne Receiver Using aPhotorefractive Double Phase Conjugate Mirror”,Opt.Lett.,1991,16(11):330~334和“AdaptiveSpatially Injection-Locked Heterodyne Receiver”,Opt.Lett.,1993,18(3):226~228中分别从实验上说明了这类系统具有宽视场特性,可以使本地参考光与含有大量空间模式的信号光相匹配的自适应特性;西安电子科技大学的过巳吉等人在“光折变自适应外差探测系统理论研究”,光学学报,1995,15(8):1132~1135和“光折变自适应光外差探测的实验研究”,中国激光,1997,A24(7),619~622中报道了光折变自泵浦-互泵浦分离型光折变自适应光外差探测系统和光折变双互泵浦型光折变自适应光外差探测系统,并进行了理论和实验研究;西安电子科技大学的石顺祥等人在“固体激光光折变自适应光外差探测技术研究”,光学学报,2002,22(12):1457~1460中提出了一种光折变自泵浦-互泵浦相位共轭共存型的光折变自适应光外差探测系统,并进行了理论和实验研究。现有典型的三种光折变自适应光外差探测技术方案如图6、图7、图8所示,尤其是图8所示的方案,具有结构简单、易调整,探测灵敏度高,可以避免分束器对外差系统引入干扰光等优点。尽管这些现有方案都可以实现自适应光外差探测,特别是对相干性较差的固体激光也可以实现光外差探测,但它们都是利用光折变效应工作,都利用了光折变四波混频相位共轭、光折变自泵浦相位共轭或光折変互泵浦相位共轭,因此存在一个共同的问题,即因光折变效应是一个慢响应过程,所以其工作启动时间很长。由于光折变效应的响应时间与入射信号光的光强成反比,所以对于弱信号或低重复频率、窄脉冲信号来说,其响应时间更长。而响应时间长的问题,将严重地影响光折变自适应光外差探测技术对于弱信号和低重复频率、窄脉冲信号的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种光折变效应应用中的预置光栅方法,以解决现有光折变效应应用系统的响应速度慢,响应工作时间长的问题。

实现本发明目的的技术方案是依据光折变相位共轭光的产生是在光折变晶体中建立相位光栅的原理,提出了利用预置光栅的方法实现光折变效应应用,并将预置光栅的方法用于不同的光折变效应应用领域,其中包括自泵浦相位共轭应用、互泵浦相位共轭应用、光折变自适应光外差探测应用及其他光折变效应应用。

光折变效应应用的预置光栅方法按如下步骤进行:

1.建立预置光栅

在不同的光折变应用系统中设置预置激光器,并通过调整预置激光器产生的预置光,在光折变晶体内建立起预置光栅;

2.引入信号光

在需要工作时,关闭预置激光器,同时将信号光引入所应用的系统中,在光折变晶体内保留有预置光栅;

3.利用保留的预置光栅实现不同的光折变效应应用

光折变晶体在入射信号光的作用下,基于在光折变晶体中保留的预置光栅,通过光折变效应,可以在极短的时间内,分别实现自泵浦相位共轭、互泵浦相位共轭、光折变自适应光外差探测的不同应用。

上述预置光栅方法在不同的光折变效应应用中有其具体的步骤,其中:

预置光栅方法在自泵浦相位共轭应用中的步骤如下:

I.利用预置激光器(A)产生预置光(1),调整预置光(1)入射到光折变晶体(PR1)上的入射角和入射位置,在光折变晶体(PR1)内建立起预置光的自泵浦相位共轭光栅,并产生稳定的预置光的自泵浦相位共轭光(4):

II.在需要信号光自泵浦相位共轭工作时,关闭预置激光器(A),同时引入由信号激光器(B)产生、经分束器(BS)反射的信号光(5),入射到光折变晶体(PR1)上;

III.在入射信号光(5)的作用下,基于光折变晶体(PR1)内保留的预置光栅,通过光折变效应,在光折变晶体(PR1)内快速地建立起信号光(5)的自泵浦相位共轭光栅,并产生信号光的自泵浦相位共轭光(4′)。

预置光栅方法在互泵浦相位共轭应用中的步骤如下:

I.利用两个预置激光器(C′)和(C)产生预置光(6)和(7),调整该预置光(6)和(7)入射到光折变晶体(PR2)上的入射光夹角和入射位置,在光折变晶体(PR2)内建立起预置光的互泵浦相位共轭光栅,并产生预置光(6)和(7)各自的互泵浦相位共轭光(6′)和(7′);

II.在需要信号光互泵浦相位共轭工作时,关闭预置激光器(C′)和(C),同时引入由信号激光器(E′)和(E)产生、经分束器(BS1′)和(BS1)反射的信号光(12)和(13),入射到光折变晶体(PR2)上;

III.在入射信号光(12)和(13)的作用下,基于光折变晶体(PR2)内保留的预置光栅,通过光折变效应,在光折变晶体(PR2)中快速地建立起信号光的互泵浦相位共轭光栅,并产生信号光(12)和(13)自身的互泵浦相位共轭光(12′)和(13′)。

预置光栅方法在光折变自适应光外差探测应用中的步骤如下:

I.设置与信号光(18)独立的同波长预置激光器(F),由预置激光器(F)产生经分束器(BS2)透射的预置光(14),调整该预置光(14)的入射参数与信号光(18)的入射参数相同,使预置光(14)与本地激光器(H)产生的本地参考光(15)一起在光折变自适应外差系统中建立起光折变自适应光外差探测预置光栅,并产生预置光的输出光(16)和(17),该输出光(16)和(17)以同方向、同波前的方式射入到探测器(D)上,产生预置光(14)的光外差输出信号;

II.在需要自适应光外差探测信号光时,关闭预置激光器(F),同时将由信号激光器(G)产生、经分束器(BS2)反射的信号光(18),入射到光折变自适应外差系统中;

III.在信号光(18)的作用下,基于保留在光折变自适应外差系统中的光折变自适应光外差探测预置光栅,通过光折变效应,在光折变自适应外差系统中快速地建立起信号光(18)的光折变自适应光外差探测光栅,并产生信号光的输出光(19)和(20),该输出光(19)和(20)以同方向、同波前的方式射入到探测器(D)上,产生信号光(18)的光外差输出信号;

所述的光折变自适应外差系统包括自泵浦-互泵浦分离型系统、双互泵浦型系统、自泵浦-互泵浦共存型系统。

本发明具有如下优点:

(1)相对于普通的光折变自泵浦相位共轭和光折变互泵浦相位共轭,通过适当地选择预置光强度,建立适当预置光栅强度的预置光栅自泵浦相位共轭和预置光栅互泵浦相位共轭,可以大大缩短响应时间,解决了因光折变响应慢而导致的工作启动时间长的问题,其工作特性完全不受影响。

(2)相对于普通的光折变自适应光外差探测方法,通过建立适当的预置光栅强度,可以大大缩短响应时间,解决了因光折变响应慢而导致的工作启动时间长的问题,其自适应光外差探测特性完全不受影响。特别适于弱信号和低重复频率、窄脉冲信号的实际应用,使弱信号和低重复频率、窄脉冲信号的实际探测,也可以采用光折变自适应光外差探测方法。

(3)本发明中提出的预置光栅方法,更一般地适用于所有利用光折变效应的技术和实际应用,它可以解决许多因光折变效应响应时间长带来的应用不便问题,对于利用光折变晶体的光折变效应应用,有重要的实际意义。

附图说明

图1是本发明预置光栅自泵浦相位共轭原理图

图1(a)是预置光与信号光波长不同的情况

图1(b)是预置光与信号光波长相同的情况

图2是本发明预置光栅互泵浦相位共轭原理图

图2(a)是预置光与信号光波长不同的情况

图2(b)是预置光与信号光波长相同的情况

图3是本发明预置光栅光折变自适应光外差探测原理图

图3(a)是一般光折变自适应外差系统的情况

图3(b)是自泵浦-互泵浦分离型光折变自适应外差系统的情况

图3(c)是双互泵浦型光折变自适应外差系统的情况

图3(d)是自泵浦-互泵浦共存型光折变自适应外差系统的情况

图4是本发明预置光栅光折变自适应光外差探测实验的输出信号图

图5是本发明预置光栅光折变自适应光外差探测实验的输出特性图

图6是过巳吉等人提出的自泵浦-互泵浦分离型光折变自适应光外差探测系统图

图7是过巳吉等人提出的双互泵浦型光折变自适应光外差探测系统图

图8是石顺祥等人提出的自泵浦-互泵浦共存型光折变自适应光外差探测系统图

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的预置光栅方法:

参照图1,本发明的自泵浦相位共轭预置光栅方法按如下步骤进行:

1.建立预置光栅

若预置光1的波长与信号光5不同,则如图1(a)所示,根据光折变晶体特性和信号光5的入射角θ和入射位置x,仔细调整预置光1相对光折变晶体PR1的入射角和入射位置,使其在光折变晶体PR1中建立起合适的自泵浦相位共轭预置光栅;若预置光1的波长与信号光5相同,则如图1(b)所示,仔细调整预置光1相对光折变晶体PR1的入射角和入射位置,使其与信号光5的入射角θ和入射位置x相同,在光折变晶体中建立起自泵浦相位共轭预置光栅。相应地,在光折变晶体PR1内的光为2、3、2′、3′,并产生预置光1的相位共轭光4。根据工作信号光5的强弱,应选择适当的预置光1的强度,使其所建立的自泵浦预置光栅强度与信号光的自泵浦光栅强度大致相同;

2.引入信号光

在需要信号光自泵浦相位共轭工作时,关闭预置激光器A,同时引入信号激光器B产生、经分束器BS反射的信号光5,以入射角θ、入射位置x入射到光折变晶体PR1上,在光折变晶体PR1中保留有预置光栅;

3.输出信号光的自泵浦相位共轭光

光折变晶体PR1在入射信号光5的作用下,基于保留在光折变晶体PR1中的预置光栅,通过光折变效应,可以在极短的时间内,建立起信号光5的自泵浦相位共轭光栅,产生信号光5的自泵浦相位共轭光4′。并且,自泵浦预置光栅分布与信号光的自泵浦光栅分布大致一样、自泵浦预置光栅强度与信号光的自泵浦光栅强度大致相同时,预置光栅自泵浦相位共轭的响应时间最短。

本发明的自泵浦相位共轭预置光栅方法最佳实施例采用图1(b)所示的预置光与信号光波长相同的情况。其输入信号光5是平均光功率为0.96mW、脉宽为30nS、重复频率为80Hz的脉冲调制光。当信号光单独作用在光折变晶体PR1上即无预置光栅时,形成稳定的自泵浦相位共轭光需要30分钟,而当选取光功率为1mW的预置光建立起预置自泵浦相位共轭光栅时,同样的脉冲调制信号光5在4分钟内即可输出稳定的自泵浦相位共轭光;当采用预置光功率为2.38mW建立预置光栅时,形成脉冲信号光稳定的自泵浦相位共轭光输出需要7分钟。实验证明,采用预置光栅方法可以大大降低低重复率、窄脉冲信号光的自泵浦相位共轭光的产生时间。进一步,考察预置光栅自泵浦相位共轭光的畸变修正特性、时域信息传输特性、相位共轭反射特性的实验结果,可以证实其与未采用预置光栅方法的自泵浦相位共轭光的畸变修正特性、时域信息传输特性、相位共轭反射特性完全相同,即预置光栅方法完全不影响自泵浦相位共轭特性。

参照图2,本发明的互泵浦相位共轭预置光栅方法按如下步骤进行:

1.建立预置光栅

若由预置激光器C′、C产生的预置光6和7的波长与信号光12和13的波长不同,则如图2(a)所示,根据光折变晶体特性和入射二信号光的光强比,入射光夹角、入射位置x,仔细调整预置光6和7的光强比、入射光夹角和入射位置,使其在光折变晶体PR2中建立起合适的互泵浦相位共轭预置光栅;若预置光6和7的波长与信号光12和13的波长相同,则如图2(b)所示,仔细调整预置光6和7的光强比、入射光夹角和入射位置,使其与信号光12和13的光强比、入射光夹角和入射位置x相同,在光折变晶体中建立起互泵浦相位共轭预置光栅。相应地,在光折变晶体PR2内的光为8、9、10、11,并产生预置光6和7的互泵浦相位共轭光6′和7′。根据工作信号光的强弱,应选择适当的预置光6和7的强度,使其所建立的互泵浦预置光栅强度与信号光的互泵浦光栅强度大致相同;

2.引入信号光

在需要信号光互泵浦相位共轭工作时,关闭预置激光器C′和C,同时引入信号光12和13,以入射光夹角、入射位置x入射到光折变晶体PR2上,在光折变晶体PR2中保留有预置光栅;

3.输出信号光的互泵浦相位共轭光

光折变晶体PR2在入射信号光12和13的作用下,基于保留在光折变晶体PR2中的预置光栅,通过光折变效应,可以在极短的时间内,建立起信号光的互泵浦相位共轭光栅,并产生信号光12和13的互泵浦相位共轭光12′和互泵浦相位共轭光13′。

本发明互泵浦相位共轭预置光栅方法的最佳实施例选用图2(b)所示的预置光与信号光波长相同的情况。两个入射脉冲调制信号光的光强比为1∶1、脉宽为30ns、重复频率为80Hz、平均功率为0.96mW。当不采用预置光栅方法时,两个信号光单独作用在光折变晶体PR2上,产生稳定的互泵浦相位共轭光所需时间为50分钟,而采用光强比为1∶1,功率为1.4mW的两个预置光在晶体内建立起预置互泵浦相位共轭光栅时,同样的两个入射脉冲调制信号光作用在光折变晶体PR2上,产生稳定的互泵浦相位共轭光的时间约为15分钟;当采用光功率为1mW的两个预置光建立互泵浦预置光栅时,产生稳定的互泵浦相位共轭光需要的时间约为10分钟。实验证明,采用预置光栅方法可以大大降低低重复率、窄脉冲信号光的互泵浦相位共轭光的产生时间。进一步,考察预置光栅互泵浦相位共轭光的畸变修正特性、时域信息传输特性、相位共轭反射特性的实验结果,可以证实其与未采用预置光栅方法的互泵浦相位共轭光的畸变修正特性、时域信息传输特性、相位共轭反射特性完全相同,即预置光栅方法完全不影响互泵浦相位共轭特性。

参照图3,可对本发明光折变自适应光外差探测预置光栅方法作出详细的说明,其中,图3(a)是各种光折变自适应光外差探测系统方案的预置光栅方法的原理图。图3(a)中的光折变自适应外差系统包括自泵浦-互泵浦分离型系统、双互泵浦型系统、自泵浦-互泵浦共存型系统;本地激光器H为本地参考光源;D为外差信号探测器。

参照图3(a)光折变自适应光外差探测预置光栅方法的步骤为:

1.建立预置光栅

由与信号光独立的同波长预置激光器F产生、再由分束器BS2透射的预置光14,以与信号光18相同的入射参数射入光折变自适应外差系统,与本地激光器H产生的本地参考光15一起在光折变自适应外差系统中建立起预置的光折变自适应光外差探测光栅,并产生相应的输出光16和17,它们以同方向、同波前的方式射入到探测器D上,产生预置光14的外差输出信号;

2.引入信号光

在需要自适应光外差探测信号光时,关闭预置激光器F,同时将由信号激光器G产生、通过分束器BS2反射的信号光18,入射到光折变自适应外差系统中,在光折变自适应外差系统中保留有光折变自适应光外差探测的预置光栅;

3.输出稳定的光外差信号

光折变自适应外差系统在信号光18的作用下,基于保留在光折变自适应外差系统中的光折变自适应光外差探测预置光栅,通过光折变效应,可以在极短的时间内,在光折变自适应外差系统中建立起信号光18的光折变自适应光外差探测光栅,并产生相应的输出光19和20,该输出光19和20以同方向、同波前的方式射入到探测器D上,产生信号光18的光外差输出信号。

参照图3(b),当光折变自适应外差系统为自泵浦-互泵浦分离型光折变自适应光外差探测系统时,其预置光栅方法的步骤为:

1.建立预置光栅

由与信号光独立的同波长预置激光器F产生、再由分束器BS2透射的预置光14,以与信号光18相同的入射参数引入,预置光14通过分束器BS3的透射光23在光折变晶体PR3中建立起预置的自泵浦相位共轭光栅,并产生自泵浦相位共轭光24;预置光14通过分束器BS3的反射光21与本地激光器H产生的本地参考光15在光折变晶体PR4中建立起预置的互泵浦相位共轭光栅,并产生互泵浦相位共轭光22。自泵浦相位共轭光24通过分束器BS3后产生反射光16′,互泵浦相位共轭光22通过分束器BS3后产生透射光17′,该反射光16′和透射光17′以同方向、同波前的方式射入到探测器D上,产生预置光14的光外差输出信号;

2.引入信号光

在需要自适应光外差探测信号光时,关闭预置激光器F,同时引入由信号激光器G产生并通过分束器BS2反射的信号光18,在光折变晶体PR3和光折变晶体PR4中分别保留有自泵浦相位共轭预置光栅和互泵浦相位共轭预置光栅;

3.输出稳定的光外差信号

信号光18通过分束器BS3产生透射光27和反射光25,该透射光27和反射光25分别在光折变晶体PR3内保留的预置自泵浦相位共轭光栅和光折变晶体PR4内保留的预置互泵浦相位共轭光栅的基础上,通过光折变效应,可以在极短的时间内,在PR3和PR4内建立起信号光的自泵浦相位共轭稳定光栅和互泵浦相位共轭稳定光栅,并产生信号光的自泵浦相位共轭光28和互泵浦相位共轭光26,该信号光的自泵浦相位共轭光28和互泵浦相位共轭光26通过分束器BS3形成反射光19′和透射光20′,它们以同方向、同波前的方式射入探测器D上,输出稳定的信号光18的光外差信号。

参照图3(c),当光折变自适应外差系统为双互泵浦型光折变自适应光外差探测系统时,其预置光栅方法的步骤为:

1.建立预置光栅

由与信号光独立的同波长预置激光器F产生、再由分束器BS2透射的预置光14,以与信号光18相同的入射参数引入,预置光14通过分束器BS4的反射光21′与由本地激光器H产生的本地参考光15经分束器BS5的透射光15″,在光折变晶体PR6中建立起预置光的互泵浦相位共轭光栅,并产生互泵浦相位共轭光22′;互泵浦相位共轭光22′通过分束器BS4的透射光29与本地参考光15通过分束器BS5的反射光15′,在光折变晶体PR5中建立起另一个预置的互泵浦相位共轭光栅,并产生互泵浦相位共轭光30。预置光14经分束器BS4产生的透射光16″和互泵浦相位共轭光30通过分束器BS4产生的反射光17″,以同方向、同波前的方式射入到探测器D上,产生预置光14的光外差输出信号;

2.引入信号光

在需要自适应光外差探测信号光时,关闭预置激光器F,同时引入由信号激光器G产生并通过分束器BS2反射的信号光18,在光折变晶体PR5和光折变晶体PR6中分别保留有互泵浦相位共轭预置光栅;

3.输出稳定的光外差信号

信号光18通过分束器BS4产生反射光25′后,分别在光折变晶体PR6内保留的预置互泵浦相位共轭光栅和光折变晶体PR5内保留的预置互泵浦相位共轭光栅的基础上,通过光折变效应,可以在极短的时间内,分别在光折变晶体PR6和PR5内建立起信号光的两个互泵浦相位共轭稳定光栅,由PR6中的互泵浦相位共轭光栅产生信号光的互泵浦相位共轭光26′,该互泵浦相位共轭光26′通过分束器BS4产生透射光31,并由PR5中的互泵浦相位共轭光栅产生其互泵浦相位共轭光32,互泵浦相位共轭光32经分束器BS4产生的反射光20″和信号光18经分束器BS3产生的透射光19″,以同方向、同波前的方式射入到探测器D上,输出稳定的信号光的光外差信号。

参照图3(d),当光折变自适应外差系统为自泵浦-互泵浦共存型光折变自适应光外差探测系统时,其预置光栅方法的步骤为:

1.建立预置光栅

由与信号光独立的同波长预置激光器F产生、再由分束器BS2透射的预置光14,以与信号光18相同的入射参数引入,预置光14通过分束器BS6的反射光21″与本地激光器H产生的本地参考光15在光折变晶体PR7中建立起预置的自泵浦相位共轭和互泵浦相位共轭共存光栅,并产生自泵浦相位共轭光32和互泵浦相位共轭光22″,该自泵浦相位共轭光32和互泵浦相位共轭光22″分别通过分束器BS6产生预置光的自泵浦相位共轭透射光16和互泵浦相位共轭透射光17,它们以同方向、同波前的方式射入到探测器D上,产生预置光14的光外差输出信号;

2.引入信号光

在需要自适应光外差探测信号光时,关闭预置激光器F,同时引入由信号激光器G产生并通过BS2反射的信号光18,在光折变晶体PR7中保留有自泵浦相位共轭和互泵浦相位共轭共存预置光栅;

3.输出稳定的光外差信号

信号光18通过分束器BS6产生的反射光25″入射到光折变晶体PR7上,在光折变晶体PR7内保留的预置自泵浦相位共轭和互泵浦相位共轭共存光栅的基础上,通过光折变效应,可以在极短的时间内,建立起信号光的自泵浦相位共轭和互泵浦相位共轭共存稳定光栅,并分别产生信号光的自泵浦相位共轭光33和互泵浦相位共轭光26″,该二光通过分束器BS6分别产生自泵浦相位共轭透射光19和互泵浦相位共轭透射光20,它们以同方向、同波前的形式射入到探测器D上,产生信号光18的光外差输出信号。

本发明在光折变自适应光外差探测预置光栅方法中选用的最佳实施例为图3(b)所述的自泵浦-互泵浦分离型光折变自适应外差系统的情况。其中选用的自泵浦预置光功率为2.38mW,互泵浦预置光功率为1.4mW,入射信号光功率为0.96mW,则产生稳定输出光外差信号的时间由预置光栅互泵浦相位共轭光的产生时间决定,约为15分钟,所产生的输出光外差信号如图4所示,该图4是信号光和本地参考光的频差为50MHz时,实验测量到的50MHz外差电压随时间变化的正弦信号。而单独利用功率为0.96mW的入射信号光实现光折变自适应光外差探测,即不采用预置光栅的方法时,产生稳定输出光外差信号的时间约为50分钟。采用预置光栅方法的光折变自适应光外差探测特性如图5所示,该图5为光外差探测实验的输出外差信号电压与本地参考光的光功率关系曲线,该关系曲线表明输出外差信号电压幅度和本地参考光的光功率呈平方根关系。这种特性与不采用预置光栅方法时的光折变自适应光外差探测的实验特性及理论分析结果完全相同。

由图4和图5可见,使用本发明方法极大地缩短了光折变自适应光外差探测的响应工作时间,而完全不影响其输出特性。

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