基于FPGA的可调谐激光器控制电路设计

孔市委，任乾钰，王 军，贾平岗

(中北大学 电子测试技术重点实验室，太原 030051)

0 引言

随着光纤传感技术的迅速发展及其在各工程领域的广泛应用[1-2]，光纤传感在全球范围内得到了大量的关注，在工程应用、学术研究等方面吸引着许多专家学者[3-4]。光纤光栅作为使用范围最广、使用频率最高的一种光纤无源器件，具有抗干扰能力强、耐高温、耐腐蚀、复用性强等优点，能够实现振动、应变、温度等物理量的测量，在光纤传感领域发挥了重要的作用[5-6]。在光纤光栅的大量应用中光信号作为被测物理量的载体，其解调系统对调谐范围宽、稳定性好的窄线宽可调谐激光器需求越来越多[7]。可调谐激光器作为光谱分析、波分复用和光栅解调的核心器件，越来越受到广泛的关注[8]。当前，可调谐激光器主要有分布反馈式激光器(DFB,distributed feedback laser)和分布布拉格反射式激光器(DBR,distribute bragg reflector)。DFB激光器主要利用温度和电流对波长进行调谐，如果仅利用电流进行调谐,其波长调谐范围不足2 nm；若仅利用温度进行调谐，其调谐范围大约有4 nm，但温度调谐速度慢。DBR激光器内部集成单个反射光栅，波长调谐范围大约为8 nm，若要调谐更大的范围，需多支不同波长范围的激光器联合工作。调制光栅Y分支(MG-Y,modulated grating Y-branch)激光器是DBR型可调谐激光器中的一种单片集成的半导体可调谐激光器，具有调谐范围广、波长切换速度快、输出功率高、稳定性好等特点，是光纤光栅解调系统的理想光源[9-10]。用可调谐激光器进行光栅解调时，由激光器发出可调谐窄线宽激光，遇到光纤布拉格光栅(FBG,fiber bragg grating)后反射回的光信号由光电探测器接收并转换为相应的电信号[11]，然后进行解调。……