一种级联的激光信号频率调制方法及装置

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种级联的激光信号频率调制方法及装置。

背景技术

在激光相干测速和测距中，常常采用线性调频的方法对激光发射信号进行调制，将回波信号与本振信号进行相干混频后解算出目标距离信息和速度信息，目标的距离精度与调制带宽成反比，为了得到高精度距离信息，需要对发射信号进行大带宽调制。现有的调制方式主要是采用声光调制器的外调制方式，或者直接调制激光源的电流的内调制方式，这两种方式目前都难以做到很大的调制带宽。

发明内容

本发明实施例提供一种级联的激光信号频率调制方法及装置，用以在较短的时间内有较大的调制带宽，有利于提高目标距离的精度。

第一方面，本发明实施例提供一种级联的激光信号频率调制方法，包括：

利用阵列波导光栅将预先生成的光频梳激光源分成预设调制数量且频率不同的子光束；

对所述子光束在预设频率间隔范围内进行频率调制；

按照频率调制后子光束的频率大小顺序组合所述子光束，以获得目标调制信号。

可选的，利用阵列波导光栅将预先生成的光频梳激光源分成预设调制数量且频率不同的子光束之前，还包括：

根据所述目标调制信号以及所述调制数量确定频率间隔。

可选的，预先生成光频梳激光源，包括：

根据目标调制信号通过激光发射源按照所述频率间隔产生所述调制数量的光学频率梳齿。

可选的，根据目标调制信号通过激光发射源按照所述频率间隔产生所述调制数量的光学频率梳齿，包括：

利用相位调制器根据所述频率间隔生成光边带信号；

利用强度调制器对所述光边带信号的幅值进行调制，以获得光频梳激光源。

可选的，对所述子光束在预设频率间隔范围内进行频率调制，包括：

通过改变声光调制器的输入电压对所述子光束在预设时间内根据所述频率间隔进行频率调制。

可选的，按照频率调制后子光束的频率大小顺序组合所述子光束，以获得目标调制信号，包括：

将频率调制后的子光束按照频率大小通过光开关进行级联控制，以获得目标调制信号。

可选的，所述光开关顺次开通所述预设时间。

第二方面，本发明实施例提供一种级联的激光信号频率调制装置，包括：

阵列波导光栅，用于将预先生成的光频梳激光源分成预设调制数量且频率不同的子光束；

调制模块，对所述子光束在预设频率间隔范围内进行频率调制；

组合模块，按照频率调制后子光束的频率大小顺序组合所述子光束，以获得目标调制信号。

本发明实施例对阵列波导光栅产生的子光束进行频率调制后进行组合以获得目标调制信号，由此能在较短的时间内有较大的调制带宽，有利于提高目标距离的精度，取得了积极的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明第一实施例流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

本发明第一实施例提供一种级联的激光信号频率调制方法，如图1所示，包括以下具体步骤：

S10、利用阵列波导光栅将预先生成的光频梳激光源分成预设调制数量且频率不同的子光束；

S20、对所述子光束在预设频率间隔范围内进行频率调制；

S30、按照频率调制后子光束的频率大小顺序组合所述子光束，以获得目标调制信号。

本发明实施例对阵列波导光栅产生的子光束进行频率调制后进行组合以获得目标调制信号，由此能在较短的时间内有较大的调制带宽，有利于提高目标距离的精度。

可选的，利用阵列波导光栅将预先生成的光频梳激光源分成预设调制数量且频率不同的子光束之前，还可以包括：根据所述目标调制信号以及所述调制数量确定频率间隔。

可选的，预先生成光频梳激光源，包括：

根据目标调制信号通过激光发射源按照所述频率间隔产生所述调制数量的光学频率梳齿。

本发明实施例中以需要调制2GHz为例，则可以将2GHz分成10等份，然后由一个激光源生成10个有着相干稳定相位关系的光学频率梳，光学频率梳每个梳齿的间隔为200MHz，由此获得光频梳激光源，当然其他频率也可以根据调制数量以此类推。

可选的，根据目标调制信号通过激光发射源按照所述频率间隔产生所述调制数量的光学频率梳齿，包括：

利用相位调制器根据所述频率间隔生成光边带信号；

利用强度调制器对所述光边带信号的幅值进行调制，以获得光频梳激光源。

具体地说，在本实施例中继续以调制2GHz分为10等份为例进行举例说明，具体生成光频梳激光源的方法可以通过电光调制器(相位调制器和强度调制器)获得：

首先通过相位调制器可以生成一系列以为200MHz固定间隔的光边带，而光边带的幅值大小不一样，为了能够将每个频率点的幅值大小基本一致，本实施例中进一步采用一个强度调制器对相位调制后的光边带信号进行调制，将其幅值大小基本调成一致，由此获得光频梳激光源，然后将幅值大小一致的光频梳激光源通过一个阵列波导光栅分成10个频率不一样的子光束，例如以调制2GHz为例，可以按照频率间隔分成固定间隔，并确定固定频率点，例如所确定的子光束的固定频率点为100MHz、300MHz、500MHz、700MHz、…、1.7GHz、1.9GHz，则后续在子光束的基础上在预设频率间隔范围内进行频率调制即可获得目标调制信号，当然所通过阵列波导光栅分成10个频率不一样的子光束的固定频率选取也可以是其他值，只要覆盖目标调制信号即可，上述频点仅作为示例，不作为具体限定。

可选的，对所述子光束在预设频率间隔范围内进行频率调制，包括：

通过改变声光调制器的输入电压对所述子光束在预设时间内根据所述频率间隔进行频率调制。

本实施例继续以调制2GHz分为10等份为例进行举例说明，在前述获得的子光束的基础上，本实施例中对每个子光束通过声光调制器子光束在预设时间内进行200MHz的频率调制。其中预设时间也是根据目标调制信号以及调制数量获得的，例如需要在2μs内调制2GHz的激光源，则在将2GHz分为10等份的同时2μs也分为10等份，也即通过前述获得的子光束的固定频率点可以为0.2μs 100MHz，0.2μs 300MHz，0.2μs 500MHz、…、0.2μs 1.7GHz，0.2μs 1.9GHz，每份子光束对应在0.2μs内进行200MHz的频率调制，由此获得0.2μs 0-200MHz、0.2μs 200-400MHz、0.2μs 400-600MHz、…、0.2μs1.6-1.8GHz、0.2μs 1.8-2.0GHz的调制信号。

可选的，组合外调制后的调制信号以获得目标调制信号，包括：

可选的，按照频率调制后子光束的频率大小顺序组合所述子光束，以获得目标调制信号，包括：

将频率调制后的子光束按照频率大小通过光开关进行级联控制，以获得目标调制信号。

可选的，所述光开关顺次开通所述预设时间。

具体地说，在对10路子光束调制完成后，将10路子光束的信号按照频率大小级联起来组成一个2GHz目标调制信号的激光源，然后通过10个光开光控制这10路信号，每个光开关的顺次开通预设时间，例如每个光开关的顺次开通0.2μs，由此组成一个目标调制2μs2GHz的激光源。

综上，本实施例方法提出一种级联的激光信号频率调制方式，能在较短的时间内有较大的调制带宽，有利于提高目标距离的精度。

实施例二

本发明第二实施例提供一种级联的激光信号频率调制方法的实施案例，本实施例中以在2μs内对激光发射源(激光发射源的波长为1550nm)进行2GHz线性调频为例进行举例说明。

本发明方法包括：

S101、将2μs内2GHz的频率调制分成10段，每段则只需要在0.2us内对激光发射源调制200MHz。

S102、通过激光发射源产生10个梳齿，每个梳齿频率间隔为200MHz。产生频率梳激光源的方法可以通过电光调制器(相位调制器和强度调制器)获得：

通过相位调制器可以生成一系列以为200MHz固定间隔的光边带，而边带的幅值大小不一样，为了能够将每个频率点的幅值大小基本一致，再采用一个强度调制器对相位调制后的光频信号进行调制，将其幅值大小基本调成一致。

S103、将幅值大小一致的光频梳激光源通过一个阵列波导光栅分成10个频率不一样的子光束。

S104、对每个子光束通过声光调制器对其在0.2us内进行200MHz的频率调制，具体的可以通过改变声光调制器输入电压就可得到。

S105、将10路子光束的信号级联起来组成一个2μs内调制2GHz的激光源，这10路信号通过光开光控制，每个光开关的开通时间为0.2μs，10路光束依次开通0.2μs，这样就组成了一个2μs内调制2GHz的激光源。

综上，本实施例方法提出一种级联的激光信号频率调制方式，能在较短的时间内有较大的调制带宽，有利于提高目标距离的精度。

实施例三

本发明第三实施例提供一种级联的激光信号频率调制装置，包括：

阵列波导光栅，用于将预先生成的光频梳激光源分成预设调制数量且频率不同的子光束；

调制模块，用于对所述子光束在预设频率间隔范围内进行频率调制；

组合模块，用于按照频率调制后子光束的频率大小顺序组合所述子光束，以获得目标调制信号。

在本实施例中确定频率间隔可以根据所述目标调制信号以及所述调制数量确定。例如需要在2μs内对激光发射源进行2GHz线性调频，则可以分成10等份，每份完成在0.2μs内进行200MHz调制，然后由一个激光源生成10个有着相干稳定相位关系的光学频率梳，光学频率梳每个梳齿的间隔为200MHz，然后对每个梳齿的光频信号进行200MHz的外调制，最后将每个调制的信号组合起来，通过本发明方法能在较短的时间内有较大的调制带宽，有利于提高目标距离的精度。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。