【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及激光波長測量，具體而言，涉及一種基于帶通濾波片的光波長測量裝置及波長測量標定方法。
技術介紹
1、波長測量技術在物理學、光學和工程等多個學科領域扮演著至關重要的角色，尤其在光通信、激光技術、光譜分析和材料科學等高精尖
中發(fā)揮著核心作用。
2、傳統(tǒng)的波長測量方法包括光譜法和干涉法。光譜法依靠棱鏡或者衍射光柵將光分散成不同波長的光譜，通過對光譜的分析進行波長測量，受到色散元件工藝和探測器分辨率影響，難以達到很高的精度。干涉法包括斐索干涉型、fabry?perot干涉型和邁克爾遜干涉型這三種測量方法，對環(huán)境因素比較敏感，結構和操作復雜。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術旨在提供一種基于帶通濾波片的波長計和波長測量標定方法，能夠快速準確地測量波長，結構簡單，不包含任何運動結構，使用方便，成本低廉。
2、為此，本專利技術采用的技術方案為：一種基于帶通濾波片的波長計，包括單模光纖，以及沿入射光傳播方向依次設置的帶通濾波片和相機；所述單模光纖用于接收待測波長的入射光；帶通濾波片相對于入射光方向以一定的角度放置，使入射光到達帶通濾波片時以一定的角度入射，對不同波長的入射光，帶通濾波片將產(chǎn)生不同的光譜響應，從而使經(jīng)過帶通濾波片后的光場強度分布產(chǎn)生不同的變化；相機用于拍攝記錄經(jīng)帶通濾波片后的光場強度分布。
3、作為上述方案的優(yōu)選，上述基于帶通濾波片的波長計，還包括第一光纖耦合器和透鏡，且兩者沿入射光傳播方向依次設置在單模光纖與帶通濾波片之間；透鏡與第
4、進一步優(yōu)選為，所述相機為ccd或cmos相機。
5、進一步優(yōu)選為，所述單模光纖采用保偏光纖，保偏光纖使入射光的偏振態(tài)一致，確保不會因偏振態(tài)的變化引起光場強度分布的變化。
6、進一步優(yōu)選為，光束以一定的入射角進入帶通濾波片，在帶通濾波片的不同位置，各個位置的入射角可由以下公式計算：
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8、式中：θ0為帶通濾波片偏轉的角度，單位rad；d為入射光焦點和帶通濾波片中心位置的距離，單位m；(xi,yi)為帶通濾波片上某一點的坐標，坐標原點為帶通濾波片的中心，單位m；θi為帶通濾波片上某一點對應的入射角，單位rad。
9、進一步優(yōu)選為，所述帶通濾波片的中心峰值波長為800納米,帶寬為10納米，當入射角從0度變化到30度時，其透射中心波長從800納米移動到770納米。
10、同時，本專利技術還提供了一種利用上述的基于帶通濾波片的波長計進行的波長測量標定方法，包括以下步驟：
11、步驟1、根據(jù)需要測量的波長范圍，選擇確定入射光焦點和帶通濾波片中心位置的距離d，以及帶通濾波片的偏轉角度θ0；
12、步驟2、在基于帶通濾波片的波長計上連接標定需要的儀器；
13、準備標定需要的可調諧激光器、分束器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器和商用波長計；首先將可調諧激光器與分束器相連，可調諧激光器用于實現(xiàn)激光輸出，分束器用于將可調諧激光器輸出的激光分成兩路，第二光纖耦合器、第三光纖耦合器分別設置在兩條光路上，使其中一路光透射后經(jīng)過第二光纖耦合器進入基于帶通濾波片的波長計，另一路光反射后經(jīng)第三光纖耦合器進入精度達到商用波長計；
14、步驟3、在所需要測量的波長范圍內設置一系列均勻分布的波長進行標定；
15、通過可調諧激光器輸出激光，同時記錄下商用波長計測得的標定光波長和基于帶通濾波片的波長計拍攝的光場強度分布，經(jīng)過對上述的一系列標定波長及其所對應的光場強度分布進行分析后，得到波長與光場強度分布關系的標定曲線；
16、步驟4、標定完成后，拆除標定需要的可調諧激光器、分束器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器和商用波長計，此時，基于帶通濾波片的波長計便可以單獨完成選定波長范圍內光波長的測量。
17、優(yōu)選為，所述商用波長計為市購且精度能達到0.0001納米。
18、進一步，所述可調諧激光器能實現(xiàn)波長從780納米到805納米的激光輸出。
19、本專利技術具有的有益效果：通過帶通濾波片偏置使入射光到達帶通濾波片時以一定的角度入射，對不同波長的入射光，帶通濾波片將產(chǎn)生不同的光譜響應，從而使經(jīng)過帶通濾波片后的光場強度分布產(chǎn)生不同的變化，再結合相機用于拍攝記錄經(jīng)帶通濾波片后的光場強度分布，通過波長與光場強度分布關系，從而計算出入射光的波長。(1)現(xiàn)有商用高精度波長計價格為幾十萬到百萬不等，而本波長計結構簡單，成本低廉；(2)操作簡單方便，測量速度快，測量準確；(3)現(xiàn)有商用高精度波長計體積大，難以集成使用，而本波長計體積小，便于集成與攜帶。
20、同時，對于帶通濾波片偏置的角度不同，能借用現(xiàn)有的商用波長計進行快速標定，進一步確保本波長計的精度，標定完成后拆下商用波長計即可，不額外增加使用成本。
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1.一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：包括單模光纖(11)，以及沿入射光傳播方向依次設置的帶通濾波片(14)和相機(15)；所述單模光纖(11)用于接收待測波長的入射光；帶通濾波片(14)相對于入射光方向以一定的角度放置，使入射光到達帶通濾波片(14)時以一定的角度入射，對不同波長的入射光，帶通濾波片(14)將產(chǎn)生不同的光譜響應，從而使經(jīng)過帶通濾波片(14)后的光場強度分布產(chǎn)生不同的變化；相機(15)用于拍攝記錄經(jīng)帶通濾波片(14)后的光場強度分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：還包括第一光纖耦合器(12)和透鏡(13)，且兩者沿入射光傳播方向依次設置在單模光纖(11)與帶通濾波片(14)之間；透鏡(13)與第一光纖耦合器(12)的距離，透鏡(13)與帶通濾波片(14)的距離，帶通濾波片(14)與相機(15)的距離以及帶通濾波片(14)放置的角度固定，確保不會因位置變化引起光場強度分布變化。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：所述相機(15)為CCD或CMOS相機。
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5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：光束以一定的入射角進入帶通濾波片(14)，在帶通濾波片(14)的不同位置，各個位置的入射角可由以下公式計算：
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：所述帶通濾波片(14)的中心峰值波長為800納米,帶寬為10納米，當入射角從0度變化到30度時，其透射中心波長從800納米移動到770納米。
7.一種利用權利要求1—6中任一項所述的基于帶通濾波片的波長計進行的波長測量標定方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據(jù)權利要求7所述的基于帶通濾波片的波長計進行的波長測量標定方法，其特征在于：所述商用波長計(50)為市購且精度能達到0.0001納米。
9.根據(jù)權利要求7所述的基于帶通濾波片的波長計進行的波長測量標定方法，其特征在于：所述可調諧激光器(20)能實現(xiàn)波長從780納米到805納米的激光輸出。
...【技術特征摘要】
1.一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：包括單模光纖(11)，以及沿入射光傳播方向依次設置的帶通濾波片(14)和相機(15)；所述單模光纖(11)用于接收待測波長的入射光；帶通濾波片(14)相對于入射光方向以一定的角度放置，使入射光到達帶通濾波片(14)時以一定的角度入射，對不同波長的入射光，帶通濾波片(14)將產(chǎn)生不同的光譜響應，從而使經(jīng)過帶通濾波片(14)后的光場強度分布產(chǎn)生不同的變化；相機(15)用于拍攝記錄經(jīng)帶通濾波片(14)后的光場強度分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：還包括第一光纖耦合器(12)和透鏡(13)，且兩者沿入射光傳播方向依次設置在單模光纖(11)與帶通濾波片(14)之間；透鏡(13)與第一光纖耦合器(12)的距離，透鏡(13)與帶通濾波片(14)的距離，帶通濾波片(14)與相機(15)的距離以及帶通濾波片(14)放置的角度固定，確保不會因位置變化引起光場強度分布變化。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于帶通濾波片的波長計，其特征在于：所述相機(15)為ccd或cmos相機。
4.根據(jù)權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳鵬，馬舒暢，陳晨，鄧德周，馬淑媛，
申請(專利權)人：香港科技大學廣州，
類型：發(fā)明
國別省市：
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