CN102829958A - 精确测量光纤光栅反射率的方法 - Google Patents

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韩正英
高业胜
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Abstract

本发明公开了一种精确测量光纤光栅反射率的方法，所述精确测量光纤光栅反射率的方法采用可调谐激光器等且包括以下步骤：接入一个反射率已知、近似全反射的标准反射负载并通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录标准反射负载的光谱曲线；接入被测光纤光栅通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录被测光纤光栅的光谱曲线；被测光纤光栅与标准反射负载的光谱曲线的对应数据相比，峰值点对应的纵坐标值即为反射率。本发明采用波长扫描法测量光纤光栅的反射光谱曲线，进而计算反射率的大小，解决现有方法在测量低反射率光纤光栅时误差较大的问题。

Description

精确测量光纤光栅反射率的方法
技术领域
本发明涉及一种测量方法，特别是涉及一种精确测量光纤光栅反射率的方法。
背景技术
光纤光栅是通过一定的方法在光纤纤芯形成永久性折射率周期变化的一种光纤器件，其基本作用是使某些波长的光的传输受到反射或损耗。在光纤光栅中，折射率的分布规律反映了光纤光栅的周期、调制深度等结构参量，这些参量决定了光纤光栅的反射光或透射光波长、带宽和反射率等特性，形成种类繁多、用途广泛的光纤光栅器件，在光纤传感、光纤通信、光纤激光器等领域有着非常广泛的应用。在这些应用中，反射率作为表征光纤光栅性能指标的一项重要参数，精确测量其量值的大小，对光纤光栅器件的设计和应用至关重要。
对于光纤光栅反射率的测量，目前普遍采用宽带光源加光谱仪的方法，通过测量光纤光栅的透射谱来计算反射率，该方法操作简单，但是要精确测量反射率的大小，却存在两方面不足之处：一方面是宽带光源由于自身工作机理的限制，输出功率的平坦度较差，而且存在一定的功率波动；另一方面是常规光谱仪的功率测量精度为±0.4dB左右，在被测光功率很小时误差较大。基于以上两方面原因，采用上述方法测量光纤光栅的反射率，尤其是被测光栅的反射率较低时，会引入很大的测量误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种精确测量光纤光栅反射率的方法，其采用波长扫描法测量光纤光栅的反射光谱曲线，进而计算反射率的大小，解决现有方法在测量低反射率光纤光栅时误差较大的问题。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种精确测量光纤光栅反射率的方法，其特征在于，所述精确测量光纤光栅反射率的方法采用可调谐激光器、隔离器、环形器、功率计，可调谐激光器与隔离器连接，隔离器与环形器的输入端口连接，环形器的测量端口与被测光纤光栅、标准反射负载连接，环形器的输出端口与功率计连接，所述精确测量光纤光栅反射率的方法包括以下步骤：
S1、接入一个反射率已知、近似全反射的标准反射负载并通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录标准反射负载的光谱曲线；
S2、接入被测光纤光栅通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录被测光纤光栅的光谱曲线；
S3、被测光纤光栅与标准反射负载的光谱曲线的对应数据相比，峰值点对应的纵坐标值即为反射率
优选地，所述功率计的测量精度为±0.1dB，量程范围-90dBm～+10dBm。
优选地，所述标准反射负载作为一个反射率基准。
本发明的积极进步效果在于：本发明采用可调谐激光器加光功率计的方法，测量精度高，可以实现光纤光栅反射率的精确测量，解决了低反射率测量误差大的问题。本发明采用标准反射负载对整个测量光路进行校准，消除了光路中其它器件的影响，为反射率测量提供一个基准，可以进一步提高测量精度。
附图说明
图1为本发明精确测量光纤光栅反射率的方法的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
本发明通过可调谐激光器的波长扫描来测量光纤光栅的反射光谱曲线，进而计算反射率的大小。如图1所示，本发明精确测量光纤光栅反射率的方法采用可调谐激光器、隔离器、环形器、功率计，其中可调谐激光器用于提供一定波长范围的扫描信号，隔离器用于阻止光路中的反射光对可调谐激光器的输出产生影响，环形器用于将正向的可调谐激光器输入光与反向的光纤光栅反射光信号分离，功率计用于接收光纤光栅的反射光信号。可调谐激光器与隔离器连接，隔离器与环形器的输入端口连接，环形器的测量端口与被测光纤光栅、标准反射负载连接，环形器的输出端口与功率计连接，在测量软件控制下，同步采集光波长和功率数据，得到相应的光谱曲线，整个测量过程包括以下三个步骤：
S1、接入一个反射率已知、近似全反射的标准反射负载并通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录标准反射负载的光谱曲线；
S2、接入被测光纤光栅通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录被测光纤光栅的光谱曲线；
S3、被测光纤光栅与标准反射负载的光谱曲线的对应数据相比，峰值点对应的纵坐标值即为反射率。
采用上述方法测量时，由于被测光纤光栅的带宽很窄，可调谐激光器的波长扫描范围通常设置为几个纳米，即可调谐激光器的波长扫描范围窄，功率平坦度和波动对测量结果的影响可忽略不计，而且扫描时间很短，功率波动的影响也可以忽略。所用功率计的测量精度为±0.1dB，量程范围-90dBm～+10dBm，在测量微弱光功率时也可以保证较高的测量精度。测量过程中使用标准反射负载对整个光路进行校准，即作为一个反射率基准，在测量光纤光栅的反射率时无需考虑光路中其它器件的影响，同时光路状态不发生变化，进一步提高了测量精度。相比传统的测量方法，本发明提供的方法可以精确测量光纤光栅的反射率，解决了低反射率测量时误差较大的问题。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (3)

1.一种精确测量光纤光栅反射率的方法，其特征在于，所述精确测量光纤光栅反射率的方法采用可调谐激光器、隔离器、环形器、功率计，可调谐激光器与隔离器连接，隔离器与环形器的输入端口连接，环形器的测量端口与被测光纤光栅、标准反射负载连接，环形器的输出端口与功率计连接，所述精确测量光纤光栅反射率的方法包括以下步骤：
S1、接入一个反射率已知、近似全反射的标准反射负载并通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录标准反射负载的光谱曲线；
S2、接入被测光纤光栅通过可调谐激光器、隔离器进行波长扫描，功率计记录被测光纤光栅的光谱曲线；
S3、被测光纤光栅与标准反射负载的光谱曲线的对应数据相比，峰值点对应的纵坐标值即为反射率。
2.如权利要求1所述的精确测量光纤光栅反射率的方法，其特征在于，所述功率计的测量精度为±0.1dB，量程范围-90dBm～+10dBm。
3.如权利要求1所述的精确测量光纤光栅反射率的方法，其特征在于，所述标准反射负载作为一个反射率基准。
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