本申請(qǐng)涉及一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置和方法。所述裝置包括光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)。光纖探測(cè)器通過(guò)滑動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在光纖固定臺(tái)上。光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)的相對(duì)表面構(gòu)成橫截面形狀固定的管狀通道，管狀通道的方向和光纖探測(cè)器的滑動(dòng)方向一致，用于固定放置待測(cè)增益光纖。測(cè)試光信號(hào)通過(guò)待測(cè)增益光纖時(shí)，光纖探測(cè)器滑動(dòng)到多個(gè)測(cè)量位置獲取待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)。上述裝置中光纖探測(cè)器對(duì)待測(cè)增益光纖的測(cè)量距離固定，通過(guò)獲取待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)計(jì)算其吸收系數(shù)，測(cè)量時(shí)不需要切割或移動(dòng)光纖，可以降低測(cè)量操作因素引入的測(cè)量誤差；還能顯著縮短測(cè)量時(shí)間，降低測(cè)量?jī)x器精度波動(dòng)因素引入的測(cè)量誤差。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置和方法
本申請(qǐng)涉及本光纖激光
，特別是涉及一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置和方法。
技術(shù)介紹
增益光纖是光激光器的核心組成之一，其作用是吸收泵浦光，產(chǎn)生粒子數(shù)翻轉(zhuǎn)，從而為激光提供增益。測(cè)量增益光纖的泵浦吸收系數(shù)對(duì)于光纖拉制工藝、光纖激光器的搭建和非線性效應(yīng)的抑制都有著重要的意義。目前的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量系統(tǒng)和方法主要是基于泵浦光指數(shù)衰減定律，利用截?cái)喾y(cè)量不同增益光纖長(zhǎng)度時(shí)輸出的剩余泵浦光，進(jìn)而計(jì)算出光纖吸收系數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)1(申請(qǐng)?zhí)?01510728731.2)通過(guò)空間耦合將寬帶光源滿數(shù)值孔徑地注入至待測(cè)光纖，待測(cè)光纖另一端用裸纖適配器耦合進(jìn)光譜儀，測(cè)量過(guò)程中從后往前逐漸截短待測(cè)光纖，獲取不同長(zhǎng)度下對(duì)應(yīng)的光譜，通過(guò)線性擬合法做直線，將斜率記為待測(cè)光纖的泵浦吸收系數(shù)。該方法的問(wèn)題在于實(shí)施過(guò)程中需要多次切割光纖并插拔裸纖適配器，由于光譜儀對(duì)適配器中光纖的位置非常敏感，因此該操作容易引入人為誤差。現(xiàn)有技術(shù)2(授權(quán)公告號(hào)CN101886974B)是目前基于截?cái)喾ㄝ^常見的方法，其基本思路是選取較長(zhǎng)的待測(cè)光纖(5m～20m)，改變?cè)鲆婀饫w的長(zhǎng)度，利用空間光路將泵浦光和ASE光分開，測(cè)得剩余泵浦光的功率差值或光譜差值，并據(jù)此計(jì)算出光纖的泵浦吸收系數(shù)。該方法的問(wèn)題在于：空間光路并不能完全將ASE光分開，存在一定系統(tǒng)誤差；光纖太長(zhǎng)容易引入彎曲損耗和擾模效果，改變泵浦吸收特性；以及，測(cè)量次數(shù)不夠，容易引入隨機(jī)誤差?，F(xiàn)有技術(shù)3(授權(quán)公告號(hào)CN107238485B)在現(xiàn)有技術(shù)2的基礎(chǔ)上構(gòu)建了光纖振蕩器，從而使ASE光變成了線寬較窄的信號(hào)光，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)1多次測(cè)量消除隨機(jī)誤差。該方法的問(wèn)題在于：形成了振蕩器結(jié)構(gòu)，此時(shí)對(duì)纖芯中的信號(hào)光較強(qiáng)，有可能產(chǎn)生受激吸收，從而高估了光纖的吸收；每次截?cái)喙饫w后，光纖輸出端需要重新切割，切割角度的不同會(huì)對(duì)激光產(chǎn)生造成影響，從而影響吸收系數(shù)的測(cè)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供能夠不改變待測(cè)增益光纖狀態(tài)、以減少切割、彎曲、光譜測(cè)量等環(huán)節(jié)引入的測(cè)量誤差的一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置和方法。一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置，包括光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)。光纖探測(cè)器通過(guò)滑動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在光纖固定臺(tái)上。光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)的相對(duì)表面構(gòu)成橫截面形狀固定的管狀通道，管狀通道的設(shè)置方向和光纖探測(cè)器的滑動(dòng)方向一致，管狀通道用于固定放置待測(cè)增益光纖。光纖探測(cè)器用于當(dāng)測(cè)試光信號(hào)通過(guò)待測(cè)增益光纖時(shí)，滑動(dòng)到多個(gè)預(yù)設(shè)的測(cè)量位置并獲取待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)。使用時(shí)，將用于生成測(cè)試光信號(hào)的測(cè)試光源的輸出端與場(chǎng)模匹配器的輸入光纖連接，將場(chǎng)模匹配器的輸出光纖與待測(cè)增益光纖的一端連接，將待測(cè)增益光纖的另一端對(duì)準(zhǔn)輸出光接收器，形成光路。其中，測(cè)試光源的中心波長(zhǎng)是待測(cè)增益光纖的吸收波長(zhǎng)，場(chǎng)模匹配器的輸入光纖與測(cè)試光源匹配，場(chǎng)模匹配器的輸出光纖與待測(cè)增益光纖的纖芯或內(nèi)包層匹配(測(cè)量纖芯吸收系數(shù)時(shí)與纖芯匹配，測(cè)量包層吸收系數(shù)時(shí)與內(nèi)包層匹配)。將待測(cè)增益光纖固定放置在管狀通道中。將光纖探測(cè)器滑動(dòng)到多個(gè)測(cè)量位置并獲取待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)，根據(jù)不同為值側(cè)面散射光信號(hào)的變化情況得到待測(cè)增益光纖的吸收系數(shù)值。其中一個(gè)實(shí)施例中，光纖探測(cè)器包括光電二極管和探測(cè)電路。光電二極管的光學(xué)窗口朝向待測(cè)增益光纖設(shè)置，用于當(dāng)測(cè)試光信號(hào)通過(guò)待測(cè)增益光纖時(shí)，接收待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光，將側(cè)面散射光轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)。探測(cè)電路用于接收光電二極管輸出的電流信號(hào)，將收到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括位置標(biāo)尺和位置指針。位置標(biāo)尺設(shè)置在光纖固定臺(tái)上，位置指針設(shè)置在光纖探測(cè)器上。當(dāng)光纖探測(cè)器沿待測(cè)增益光纖的設(shè)置方向移動(dòng)時(shí)，根據(jù)位置標(biāo)尺和位置指針的相對(duì)位置，得到對(duì)應(yīng)的測(cè)量位置值。其中一個(gè)實(shí)施例中，光纖固定臺(tái)在與光纖探測(cè)器相對(duì)的表面上，沿光纖探測(cè)器的滑動(dòng)方向設(shè)有光纖限位槽，光纖限位槽和光纖探測(cè)器的表面形成管狀通道，光纖限位槽的深度和寬度與待測(cè)增益光纖的直徑匹配。其中一個(gè)實(shí)施例中，光纖限位槽為光滑直道，且光滑直道的內(nèi)表面為鏡面。。其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括測(cè)試光源、場(chǎng)模匹配器和輸出光接收器。測(cè)試光源用于生成測(cè)試光信號(hào)。場(chǎng)模匹配器的輸入光纖與測(cè)試光源匹配，場(chǎng)模匹配器的輸出光纖與待測(cè)增益光纖的纖芯或內(nèi)包層匹配。測(cè)試光源、場(chǎng)模匹配器、待測(cè)增益光纖和輸出光接收器依次連接形成光路。其中一個(gè)實(shí)施例中，待測(cè)量增益光纖的長(zhǎng)度小于1m。一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量方法，使用上述任意一個(gè)實(shí)施例中的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置測(cè)量待測(cè)量增益光纖的吸收系數(shù)，所述方法包括：將測(cè)試光信號(hào)輸入待測(cè)增益光纖，滑動(dòng)光纖探測(cè)器到多個(gè)預(yù)設(shè)的測(cè)量位置，獲取待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)。根據(jù)多個(gè)測(cè)量位置的側(cè)面光散射信號(hào)的強(qiáng)度變化，得到待測(cè)增益光纖的吸收系數(shù)值。一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：將測(cè)試光信號(hào)輸入待測(cè)增益光纖，滑動(dòng)光纖探測(cè)器到多個(gè)預(yù)設(shè)的測(cè)量位置，獲取待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)。根據(jù)多個(gè)測(cè)量位置的側(cè)面光散射信號(hào)的強(qiáng)度變化，線性擬合得到待測(cè)增益光纖的吸收系數(shù)值。一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置、方法、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，利用光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)形成用于固定待測(cè)增益光纖的管狀通道；測(cè)量時(shí)將光纖探測(cè)器滑動(dòng)到多個(gè)預(yù)設(shè)的測(cè)量位置，獲取待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)。本申請(qǐng)將待測(cè)增益光纖(還可以包括其熔接頭)固定放置在封閉的管狀通道中，測(cè)量時(shí)待測(cè)增益光纖的狀態(tài)穩(wěn)定，不需要進(jìn)行光纖切割，不需要移動(dòng)待測(cè)增益光纖，并且不改變測(cè)量距離，可以降低測(cè)量操作因素引入的測(cè)量誤差；此外，由于本申請(qǐng)的測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，能夠顯著縮短測(cè)量時(shí)間，因此可以降低測(cè)量?jī)x器精度波動(dòng)因素(如測(cè)試光源的功率波動(dòng)，光譜儀、功率計(jì)的測(cè)量精度波動(dòng)等)引入的測(cè)量誤差。附圖說(shuō)明圖1為一個(gè)實(shí)施例中一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一個(gè)實(shí)施例中光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)的側(cè)面剖視圖；圖3為另一個(gè)實(shí)施例中一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本申請(qǐng)，并不用于限定本申請(qǐng)。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，提供了一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置，包括光纖探測(cè)器5和光纖固定臺(tái)3。光纖固定臺(tái)3的表面平行設(shè)置三根槽，包括兩根尺寸相同的第一滑槽302和第二滑槽303，以及一根貫通所在表面的光纖限位槽本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，包括光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)；/n所述光纖探測(cè)器通過(guò)滑動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述光纖固定臺(tái)上；/n所述光纖探測(cè)器和所述光纖固定臺(tái)的相對(duì)表面構(gòu)成橫截面形狀固定的管狀通道，所述管狀通道的設(shè)置方向和所述光纖探測(cè)器的滑動(dòng)方向一致，所述管狀通道用于固定放置待測(cè)增益光纖；/n所述光纖探測(cè)器用于當(dāng)測(cè)試光信號(hào)通過(guò)待測(cè)增益光纖時(shí)，滑動(dòng)到多個(gè)預(yù)設(shè)的測(cè)量位置并獲取所述待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)。/n
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于側(cè)面散射光探測(cè)的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，包括光纖探測(cè)器和光纖固定臺(tái)；
所述光纖探測(cè)器通過(guò)滑動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述光纖固定臺(tái)上；
所述光纖探測(cè)器和所述光纖固定臺(tái)的相對(duì)表面構(gòu)成橫截面形狀固定的管狀通道，所述管狀通道的設(shè)置方向和所述光纖探測(cè)器的滑動(dòng)方向一致，所述管狀通道用于固定放置待測(cè)增益光纖；
所述光纖探測(cè)器用于當(dāng)測(cè)試光信號(hào)通過(guò)待測(cè)增益光纖時(shí)，滑動(dòng)到多個(gè)預(yù)設(shè)的測(cè)量位置并獲取所述待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述光纖探測(cè)器包括光電二極管和探測(cè)電路；
所述光電二極管的光學(xué)窗口朝向待測(cè)增益光纖設(shè)置，用于當(dāng)測(cè)試光信號(hào)通過(guò)待測(cè)增益光纖時(shí)，接收所述待測(cè)增益光纖的側(cè)面散射光，將所述側(cè)面散射光轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)；
所述探測(cè)電路用于接收所述光電二極管輸出的電流信號(hào)，將所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，還包括位置標(biāo)尺和位置指針；
所述位置標(biāo)尺設(shè)置在所述光纖固定臺(tái)上，所述位置指針設(shè)置在所述光纖探測(cè)器上；
當(dāng)所述光纖探測(cè)器沿待測(cè)增益光纖的設(shè)置方向移動(dòng)時(shí)，根據(jù)所述位置標(biāo)尺和所述位置指針的相對(duì)位置，得到對(duì)應(yīng)的測(cè)量位置值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益光纖吸收系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述光纖固定臺(tái)在與所述光纖探測(cè)器相對(duì)的表面上，沿所述光纖探測(cè)器的滑動(dòng)方向設(shè)有光纖限位槽，所述光纖限位槽和所述光纖探測(cè)器的表面形成管狀通道，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張漢偉，吳金明，王小林，奚小明，楊保來(lái)，史塵，王澤鋒，許曉軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43
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