【技術實現步驟摘要】
測量大功率光纖激光器全鏈路纖芯溫度分布的方法
[0001]本申請涉及光學測量領域，特別是涉及一種測量大功率光纖激光器全鏈路纖芯溫度分布的方法、裝置、計算機設備和存儲介質。
技術介紹
[0002]纖芯溫度是影響大功率光纖激光器功率提升關鍵因素，在光纖激光器數十年的發展歷史中，研究人員采用了許多種溫度測量方法來監測光纖激光器的運行狀況，同時支撐對內部熱效應的研究。在光纖激光領域，傳統的測量方法通常采用溫度計、熱電偶或熱電阻，以及紅外熱像儀等測量溫度。其中傳統溫度計通過和待測光纖之間的接觸式熱傳導，使得溫度計內的物體受熱膨脹，從而實現溫度的測量。然而隨著光纖激光功率的不斷提升，傳統溫度測量的方法已經不再滿足光纖激光的研究需求，于是研究人員將光纖傳感領域中的分布式傳感技術應用到大功率光纖激光領域纖芯溫度測量中，極大地提高測溫效率。
[0003]目前已有多種分布式傳感技術應用于光纖激光器纖芯溫度測量，例如基于后向瑞利散射的光時域反射技術(OTDR,Optical Time Domain Reflectometry)以及光頻域反射技術(OFDR,Optical Frequency Domain Reflectometry)，基于拉曼散射現象的分布式光纖傳感技術主要有拉曼光時域反射技術(ROTDR,Raman Optical Time Domain Reflectometry)以及拉曼光頻域反射技術(ROFDR,Raman Optical Frequency Domain Reflectometry)；基于布里淵散射的分布...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種測量大功率光纖激光器全鏈路纖芯溫度分布的方法，其特征在于，所述方法包括：搭建光纖激光纖芯溫度測量平臺；所述光纖激光纖芯溫度測量平臺包括待測光纖、OFDR測量裝置和波分復用器；將所述待測光纖和所述OFDR測量裝置的探測臂進行熔接并同置于恒溫箱中，通過所述恒溫箱設置不同的溫度，每次達到熱平衡后測量環境溫度，并通過所述OFDR測量裝置測量對應環境溫度下所述待測光纖內部向后瑞利散射的頻移量；根據所述環境溫度和對應的所述頻移量的數據點進行線性擬合，得到所述待測光纖的纖芯溫度系數，根據所述纖芯溫度系數得到絕對溫度轉換公式；將所述OFDR測量裝置的探測臂與所述波分復用器的端口臂熔接，通過所述波分復用器的輸出臂進入所述待測光纖，測量室溫下所述待測光纖出光前不同位置的初始頻移量；當所述待測光纖出光后，測量所述待測光纖不同位置的多點頻移量；根據所述初始頻移量、所述多點頻移量和所述絕對溫度轉換公式，得到纖芯溫度特性分布。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述待測光纖和所述OFDR測量裝置的探測臂進行熔接并同置于恒溫箱中，包括：將所述待測光纖和所述OFDR測量裝置的探測臂進行熔接并同置于恒溫箱中，在恒溫箱中的光纖周圍固定好熱電偶，通過所述熱電偶測量所述恒溫箱中的絕對溫度。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在通過恒溫箱設置不同的溫度，每次達到熱平衡后測量環境溫度，并通過所述OFDR測量裝置測量對應環境溫度下所述待測光纖內部向后瑞利散射的頻移量之前還包括：通過所述OFDR測量裝置采集測量信號，若采集測量信號的信噪比小于5dB，對所述光纖激光纖芯溫度測量平臺進行優化，直到采集測量信號的信噪比大于等于5dB。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，對所述光纖激光纖芯溫度測量平臺進行優化，包括：使用模場適配器連接所述探測臂和所述待測光纖，以降低熔接點處損耗；調整所述待測光纖中的增益光纖盤繞半徑r，使r大于7cm，逐步增大盤繞半徑，直至信噪比達到最優值；優化所述待測光纖末端切割角度，角度范圍2
°
到15
°
之間，選擇信噪比最高的角度值。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，根據所述環境溫度和對應的所述頻移量的數據點進行線性擬合，得到所述待測光纖的纖芯溫度系數，根據所述纖芯溫度系數得到絕對溫度轉換公式，包括：根據所述環境溫度和對應的所述頻移量的數據點進行線性擬合，得到所述待測光纖的纖芯溫度系數；其中線性擬合的公式為：其中，ν表示預先獲取的室溫下的參考偏移量；Δν
i
表示不同環境溫度下對應的偏移量；K
T
表示所述纖芯溫度系數；ΔT
i
表示所述環境溫度相對于室溫的變化量；K
ε
Δε為常數項...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓凱，婁兆凱，崔文達，許曉軍，馬鵬飛，奚小明，史塵，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科技大學，
類型：發明
國別省市：
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