一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光調制技術領域，具體涉及一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源，適用于冷原子物理實驗中所采用聲光調制器的驅動源。
【背景技術】
[0002]聲光調制技術是一種外調制技術，通常把可以用來控制激光束強度或頻率變化的聲光器件稱為聲光調制器。聲光調制技術為控制激光束的頻率、強度和方向等提供的一種有效的途徑，它的調制頻率比對光源直接調制的頻率要高得多；與電光調制技術比較，它具有更高的消光比，更優良的溫度穩定性，更低的驅動功率及更低的價格等；與機械調制方式相比，它體積更小，重量更輕，輸出波形更好。在冷原子物理實驗中會用到許多的激光調制技術，如:在原子的上拋過程中需要使上下對射的激光束產生一個頻率差從而使得原子團獲得加速，而上下兩對激光束的頻率及功率都需要精確控制，以滿足原子速度精確控制的需求。而通過聲光調制器可以實現光的移頻，從而可以很好的解決冷原子物理實驗研宄中一部分激光調制的需求，因此在冷原子物理實驗中聲光調制器的作用十分重要。
[0003]聲光調制器由聲光晶體和壓電換能器構成。當壓電換能器驅動源的某種特定載波頻率驅動換能器時，換能器即產生同一頻率的超聲波并對聲光晶體的折射率進行空間調制、形成光柵，光束通過聲光晶體形成的光柵時發生衍射。驅動源的信號質量直接影響著聲光調制器的工作性能，目前常用的驅動源有模擬和數字兩種，這兩種驅動源都有一個問題，就是輸出的射頻信號功率會隨輸出頻率的變化而波動。在冷原子物理實驗中，經常需要對光進行移頻、掃頻等操作，這些操作都可以通過改變聲光調制器驅動信號頻率來實現，但聲光調制器驅動信號頻率變化造成的信號功率波動，會影響到通過聲光調制器的光束，使得光的功率也產生起伏，光功率的不穩定會對實驗結果造成很大的影響。如果能使驅動源輸出的射頻信號功率穩定，那么就可以排除驅動信號功率波動對光功率的影響，因此設計一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源很有必要。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型旨在解決現有聲光調制器驅動信號功率不穩定的問題，提供了一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源。該方案能有效地解決了聲光調制器驅動源輸出信號功率隨頻率變化而波動的問題，實現了頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源，本實用新型結構簡單，可行性強。
[0005]本實用新型通過以下技術措施實現:
[0006]一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源，包括信號源模塊，還包括低通濾波模塊、功率放大模塊、壓控放大模塊、定向耦合模塊、壓控衰減模塊和解調對數放大模塊，信號源模塊的信號輸出端依次通過低通濾波模塊和功率放大模塊與壓控放大模塊的輸入端連接，壓控放大模塊的輸出端與定向耦合模塊的輸入端連接，定向耦合模塊的耦合輸出端與壓控衰減模塊的輸入端連接，壓控衰減模塊的輸出端與解調對數放大模塊的輸入端連接，解調對數放大模塊的輸出端與壓控放大模塊的控制端連接。
[0007]本實用新型的有益效果在于:
[0008]自動增益控制是限幅輸出的一種，可以使放大電路的增益自動地隨信號強度而調整的自動控制方法。目前使用的穩定聲光調制器驅動信號功率的方案，一般都只考慮的在輸出單一頻率時功率的穩定狀況，沒有考慮到在頻率變動時功率的波動。利用自動增益控制電路可以有效的解決驅動源輸出信號功率隨頻率變化而波動的問題，實現真正意義上的頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源。
【附圖說明】
[0009]利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制。
[0010]圖1是本實用新型的電路模塊連接示意圖。
[0011]圖中:1-壓控放大模塊；2_定向耦合模塊；3_壓控衰減模塊；4_解調對數放大模塊；5_信號源模塊；6_低通濾波模塊；7_功率放大模塊。
【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0013]如圖1所示，一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器(Acoustic OpticalModulator,簡稱AOM)驅動源，包括信號源模塊5，還包括低通濾波模塊6、功率放大模塊7、壓控放大模塊1、定向耦合模塊2、壓控衰減模塊3和解調對數放大模塊4信號源模塊5的信號輸出端依次通過低通濾波模塊6和功率放大模塊7與壓控放大模塊I的輸入端連接，壓控放大模塊I的輸出端與定向耦合模塊2的輸入端連接，定向耦合模塊2的耦合輸出端與壓控衰減模塊3的輸入端連接，壓控衰減模塊3的輸出端與解調對數放大模塊4的輸入端連接，解調對數放大模塊4的輸出端與壓控放大模塊I的控制端連接。
[0014]作為一種優選方案:
[0015]信號源模塊:可以選用型號為AD9852的DDS芯片，可輸出0~150MHz的射頻驅動信號，輸出信號的頻率、相位和幅度均可調。
[0016]壓控放大模塊:可以選用型號為ADL5330的芯片，該芯片額定工作頻率范圍為10Hz至3 GHz，增益范圍為-34dB至+22dB，在增益范圍內能提供精密線性dB增益控制，增益控制精度20mV/dB，對應的控制電壓范圍為0.1V到1.4V。
[0017]定向耦合模塊:可以選用型號為ADC-20-4的器件，其額定工作頻率范圍為5Hz至1000 MHz，低主線損失0.5dB，高方向性(典型值21dB)。
[0018]壓控衰減模塊:可以選用型號為MVA-2000的器件。
[0019]解調對數放大模塊:可以選用型號為AD8318的芯片，頻率響應范圍為0.1至2.5GHz?它能將差分輸入處的調制RF信號精確地轉換為直流輸出處的等效dB標度值，動態范圍最高達70 dB (±3 dB精度)或62 dB (±1 dB精度)。
[0020]信號源模塊5產生一個0-150MHZ的信號，此時的信號里包含許多噪聲及雜散頻率，因此需將這個信號再連入到低通濾波模塊6，通過低通濾波模塊6后可得到純凈的信號；由于通過低通濾波模塊6之后的信號功率很小，不能滿足實驗要求，所以再將此信號通過功率放大模塊7進行功率放大，然后接入壓控放大模塊I ;壓控放大模塊I包括輸入端、輸出端和控制端，通過調節控制端的控制電壓的大小即可實現對輸出信號功率的控制；壓控放大模塊I輸出的信號再接入定向耦合模塊2的輸入端，在定向耦合模塊2中信號被分為了兩路，一路為RFout直接輸出用作驅動聲光調制器(此路信號功率占輸入信號功率的99%以上)，另一路為RFcoupled則用來作反饋信號；由于解調對數放大模塊4要求輸入信號低于_40dBm，將RFcoupled直接接入解調對數放大模塊4可能燒壞解調對數放大模塊4，所以將RFcoupled先接入壓控衰減模塊，再接入解調對數放大模塊4 ;解調對數放大模塊4根據Vset以及RFcoupled的值控制其輸出Gain的大小，并將這輸出信號Gain輸入到壓控放大模塊I中，從而最終實現對信號功率的控制。
[0021]以上技術方案可實現一種結構簡單、穩定度高、的頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源，具有廣闊的應用前景。
[0022]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源，包括信號源模塊(5)，其特征在于，還包括低通濾波模塊(6)、功率放大模塊(7)、壓控放大模塊(1)、定向耦合模塊(2)、壓控衰減模塊(3)和解調對數放大模塊(4)，信號源模塊(5)的信號輸出端依次通過低通濾波模塊(6 )和功率放大模塊(7 )與壓控放大模塊(I)的輸入端連接，壓控放大模塊(I)的輸出端與定向耦合模塊(2)的輸入端連接，定向耦合模塊(2)的耦合輸出端與壓控衰減模塊(3)的輸入端連接，壓控衰減模塊(3)的輸出端與解調對數放大模塊(4)的輸入端連接，解調對數放大模塊(4)的輸出端與壓控放大模塊(I)的控制端連接。
【專利摘要】本實用新型公開一種頻率可調輸出功率恒定的聲光調制器驅動源，包括信號源模塊、低通濾波模塊、壓控放大模塊、定向耦合模塊、壓控衰減模塊、解調對數放大模塊、功率放大模塊。信號源模塊輸出的射頻信號，經由低通濾波模塊濾掉信號中的高頻噪聲及雜散信號，得到純凈的信號，再將此信號接入壓控放大模塊，輸出的信號通過定向耦合模塊分為兩路，一部分通過功率放大模塊后輸出作為聲光調制器驅動，一部分經過壓控衰減模塊后接入解調對數放大模塊，然后輸出一個控制信號，反饋給壓控放大模塊從而實現對輸出信號功率的控制。
【IPC分類】H01S3/117
【公開號】CN204615147
【申請號】CN201520332455
【發明人】李一民, 熊宗元, 王謹, 詹明生
【申請人】中國科學院武漢物理與數學研究所
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月21日