CN114421268A - 一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法及系统 - Google Patents

一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，包括：脉冲泵浦源，用于向与所述脉冲泵浦源的输出端连接的待刻中红外光纤输出脉冲激光，并使所述待刻中红外光纤输出的初始光谱展宽到中红外波段；中红外光纤跳线，所述中红外光纤跳线的输入端与所述待刻中红外光纤的输出端对准；与所述中红外光纤跳线的输出端连接的光谱测试仪，用于测试所述初始光谱；测试当所述初始光谱展宽到中红外波段，所述待刻中红外光纤被刻写时输出的实时光谱；以及确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。实现中红外光纤光栅刻写透射光谱的实时测量，降低测试难度和成本。

Description

一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法及系统
技术领域
本申请涉及光纤光栅刻写技术领域，特别是涉及一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法及系统。
背景技术
波段位于2.5～5μm的中红外激光因其为衰减最小的大气窗口，以及覆盖多种液体、气体、非金属等材料吸收谱线的性质成为研究热点，广泛应用在光电对抗、自由空间光通信、激光雷达、激光医学等多个领域。
目前对中红外光纤光栅的刻写测试，是利用一个现成的中红外超连续谱光源作为测试光源，通过两个CaF2透镜或是ZnSe透镜将测试光源输出的超连续谱激光先准直再聚焦至待刻中红外光纤纤芯中，即通过空间耦合的方法将超连续谱激光耦合到待刻中红外光纤中，实现中红外光纤光栅的透射光谱测试。一方面，超连续谱激光通过透镜传输存在色差，且长波(中红外波段部分)功率占比低，为进一步提升长波部分的通过功率，通常需要功率较高、光谱范围较宽的中红外超连续谱光源作为测试光源。同时空间耦合的方法使得待刻中红外光纤输入端面长时间暴露在空气中，容易发生潮解、损坏，进而影响中红外超连续谱激光的空间耦合效率。另一方面，可以长时间运转且光纤准直输出的中红外超连续谱光源制作难度大，目前国际上仅有少数机构能研制提供，且价格昂贵，导致光谱测试成本非常高。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法及系统，以实现中红外光纤光栅刻写透射光谱的实时测量，降低测试难度和成本。
为解决上述技术问题，本申请提供一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，包括：
脉冲泵浦源，用于向与所述脉冲泵浦源的输出端连接的待刻中红外光纤输出脉冲激光，并使所述待刻中红外光纤输出的初始光谱展宽到中红外波段；
中红外光纤跳线，所述中红外光纤跳线的输入端与所述待刻中红外光纤的输出端对准；
与所述中红外光纤跳线的输出端连接的光谱测试仪，用于测试所述初始光谱；测试当所述初始光谱展宽到中红外波段，所述待刻中红外光纤被刻写时输出的实时光谱；以及确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。
可选的，还包括：
中红外补偿光纤，所述中红外补偿光纤的第一端与所述脉冲泵浦源的输出端熔接，所述中红外补偿光纤的第二端与所述待刻中红外光纤熔接。
可选的，所述中红外补偿光纤为氧化锗光纤。
可选的，所述中红外补偿光纤为单模氟化物光纤。
可选的，还包括：
光纤夹具，用于固定所述待刻中红外光纤的两端并使所述待刻中红外光纤保持水平状态。
可选的，还包括：
光学精密调整架，用于承载所述光纤夹具；
显微透镜，用于观察所述待刻中红外光纤纤芯位置。
本申请还提供一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法，包括：
脉冲泵浦源向与所述脉冲泵浦源的输出端连接的待刻中红外光纤输出脉冲激光；
通过中红外光纤跳线与所述待刻中红外光纤连接的光谱测试仪测试所述待刻中红外光纤输出的初始光谱；
当所述初始光谱展宽至中红外波段时，利用刻写激光刻写所述待刻中红外光纤；所述光谱测试仪测试所述待刻中红外光纤在被刻写时输出的实时光谱；所述光谱测试仪确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。
可选的，还包括：
当所述初始光谱未展宽至中红外波段时，在所述脉冲泵浦源的输出端与所述待刻中红外光纤之间熔接中红外补偿光纤，以使所述初始光谱展宽至中红外波段。
可选的，利用刻写激光刻写所述待刻中红外光纤包括：利用飞秒激光直写技术刻写所述待刻中红外光纤。
可选的，所述将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱之后，还包括：
确定所述实时透射光谱中心波长、反射率、3dB带宽。
本申请所提供的一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，包括：脉冲泵浦源，用于向与所述脉冲泵浦源的输出端连接的待刻中红外光纤输出脉冲激光，并使所述待刻中红外光纤输出的初始光谱展宽到中红外波段；中红外光纤跳线，所述中红外光纤跳线的输入端与所述待刻中红外光纤的输出端对准；与所述中红外光纤跳线的输出端连接的光谱测试仪，用于测试所述初始光谱；测试当所述初始光谱展宽到中红外波段，所述待刻中红外光纤被刻写时输出的实时光谱；以及确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。
可见，本申请中的测试系统中通过脉冲泵浦源向待刻中红外光纤输出脉冲激光，脉冲光源在待刻中红外光纤中展宽，红外光纤输出的初始光谱展宽到中红外波段，即在待刻中红外光纤中直接产生中红外超连续谱，待刻中红外光纤在被刻写时，光谱测试仪测试待刻中红外光纤输出的实时光谱，并确定实时光谱与初始光谱的差值光谱，即得到中红外光纤光栅的实时透射光谱，可以实现中红外超连续谱产生过程和中红外光纤光栅刻写过程的一体化，无需搭建价格昂贵、制作复杂的中红外超连续谱光源作为测试光源，大幅降低测试成本，待刻中红外光纤与脉冲泵浦源的输出端连接，无需将测试光源空间耦合进待刻中红外光纤，能够有效防止待刻中红外光纤输入端面裸露在空气中所带来的端面潮解、损坏的风险，并且，本申请的测试系统利用全光纤结构实现中红外光纤光栅刻写过程的实时测试，结构简单、测试便捷且稳定性高。
此外，本申请还提供一种具有上述优点的测试方法。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的另一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统的结构示意图；
图3为本申请中利用非对称熔接技术将氧化锗光纤和单模氟化物光纤熔接点的扫描图；
图4为本申请实施例中一种单模ZBLAN光纤输出的初始光谱图；
图5为与图4对应的单模ZBLAN光纤刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱图；
图6为本申请实施例所提供的一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
根据光栅公式d sinθ＝kλ(其中，d为光栅常数，θ为衍射角度，λ为波长，k为衍射光谱级数)可知，刻写中红外波段的光栅周期要比刻写常见近红外波段的光栅周期长，光栅刻写周期长会一定程度上降低飞秒激光及平台的精度要求。中红外光纤光栅刻写难度本身并不大，实现中红外光纤光栅刻写的真正难点和关键是构建一个能够覆盖到中红外波段的超连续谱测试光源及一个能将中红外超连续光谱耦合进待刻光纤的测试平台。
目前对中红外光纤光栅的刻写测试，是利用一个现成的中红外超连续谱光源作为测试光源，通过两个CaF2透镜或是ZnSe透镜将测试光源输出的超连续谱激光先准直再聚焦至待刻中红外光纤纤芯中，即通过空间耦合的方法将中红外超连续谱激光耦合到待刻中红外光纤中，实现中红外光纤光栅的透射光谱测试。测量成本高、难度大且难以实现实时测量。
有鉴于此，本申请提供了一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，请参考图1，包括：
脉冲泵浦源1，用于向与所述脉冲泵浦源1的输出端连接的待刻中红外光纤4输出脉冲激光，并使所述待刻中红外光纤4输出的初始光谱展宽到中红外波段；
中红外光纤跳线2，所述中红外光纤跳线2的输入端与所述待刻中红外光纤4的输出端对准；
与所述中红外光纤跳线2的输出端连接的光谱测试仪3，用于测试所述初始光谱；测试当所述初始光谱展宽到中红外波段，所述待刻中红外光纤4被刻写时输出的实时光谱；以及确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。
本申请中对光谱测试仪3不做限定，视情况而定。例如，光谱测试仪3为中红外光谱仪或单色仪。
待刻中红外光纤4可以为氟化物玻璃(例如ZBLAN、InF3、AlF3等)光纤、硫系玻璃(As2S3、As2Se3等)光纤、碲酸盐玻璃光纤等软玻璃光纤。
初始光谱即待刻中红外光纤4未被刻写时输出的光谱，实时光谱即待刻中红外光纤4在被刻写过程中输出的光谱。
本申请中对脉冲泵浦源1的类型不做限定，可自行设置。例如，脉冲泵浦源1可以为中心波长在1550nm附近的脉冲光源，或者中心波长在2000nm附近的脉冲光源。脉冲泵浦源1的脉宽大于1fs，小于10ns，输出的脉冲峰值功率大于1kW，小于10MW，且范围可调。输出脉冲峰值功率由待刻中红外光纤4决定，选择依据是确保脉冲泵浦源1输出的高峰值功率脉冲光的光谱能在待刻中红外光纤4中继续展宽，覆盖到具体要刻写的中红外波段。
光纤中的超连续谱产生是一个高峰值功率的强短光脉冲通过一段非线性光纤后形成的光谱展宽，光谱展宽的程度与强短光脉冲的峰值功率、光纤中的非线性效应积累呈正相关。光纤中的非线性效应积累又与光纤的非线性系数(光纤种类)、光纤长度呈正相关。本申请中的测试系统即基于上述原理，直接利用一个高峰值功率的脉冲泵浦源1泵浦待刻中红外光纤4，使其能够在待刻中红外光纤4中实现光谱展宽，输出中红外超连续谱，进而实现中红外光纤光栅刻写过程的实时测试。
待刻中红外光纤4与脉冲泵浦源1的尾纤熔接，熔接需使用非对称熔接技术。原因是，脉冲泵浦源1尾纤的基质材料为石英玻璃，其转变温度在1200℃左右，而待刻中红外光纤4为软玻璃光纤，其玻璃转化温度在180℃～350℃之间，与其转变温度悬殊较大。如果直接将软玻璃光纤放置在常规光纤熔接机电极中间，软玻璃光纤端面会直接汽化，非对称熔接技术是将放电电极偏移在石英光纤一侧，通过大距离偏移放电的方式降低软玻璃光纤的端面温度，使其融化后向石英光纤推进，附着到石英光纤上，实现两种光纤熔接。
待刻中红外光纤4的输出端为平角型输出端，也可以为斜角型输出端。
可选的，还可以包括：
光纤夹具5，用于固定所述待刻中红外光纤4的两端并使所述待刻中红外光纤4保持水平状态。
光学精密调整架6，用于承载所述光纤夹具5；
显微透镜7，用于观察所述待刻中红外光纤4纤芯位置。
利用显微透镜7观察待刻中红外光纤4纤芯位置，同时调节光学精密调整架6，以确保光栅能够刻写在待刻中红外光纤4纤芯中央。
光学精密调整架6间接承载待刻中红外光纤4。
本申请中的测试系统中通过脉冲泵浦源1向待刻中红外光纤4输出脉冲激光，脉冲激光的光谱在待刻中红外光纤4中展宽，红外光纤输出的初始光谱展宽到中红外波段，即在待刻中红外光纤4中直接产生中红外超连续谱，待刻中红外光纤4在被刻写时，光谱测试仪3测试待刻中红外光纤4输出的实时光谱，并确定实时光谱与初始光谱的差值光谱，即得到中红外光纤光栅的实时透射光谱，可以实现中红外超连续谱产生过程和中红外光纤光栅刻写过程的一体化，无需搭建价格昂贵、制作复杂的中红外超连续谱光源作为测试光源，大幅降低测试成本，待刻中红外光纤4与脉冲泵浦源1的输出端连接，无需将测试光源空间耦合进待刻中红外光纤4，能够有效防止待刻中红外光纤4输入端裸露在空气中所带来的端面潮解、损坏的风险，并且，本申请的测试系统利用全光纤结构实现中红外光纤光栅刻写过程的实时测试，结构简单、测试便捷且稳定性高。
在上述实施例的基础上，请参考图2，该测试系统还包括：
中红外补偿光纤8，所述中红外补偿光纤8的第一端与所述脉冲泵浦源1的输出端熔接，所述中红外补偿光纤8的第二端与所述待刻中红外光纤4熔接。
当待刻中红外光纤4过短或者脉冲泵浦源1可调节的最高峰值功率不够高时，待刻中红外光纤4输出的初始光谱未能展宽到其所需的中红外波段，此时，在脉冲泵浦源1和待刻中红外光纤4之间熔接中红外补偿光纤8，用于补偿脉冲泵浦源1峰值功率过低或者待刻中红外光纤4长度过短导致的光谱展宽不足，以使得初始光谱展宽到其所需的中红外波段。
中红外补偿光纤8的种类根据光栅刻写波段决定，例如，当光栅刻写波段在2.5～3.1μm之间时，所述中红外补偿光纤8为氧化锗光纤；当光栅刻写波段在3.1μm以上，所述中红外补偿光纤8为单模氟化物光纤。
中红外补偿光纤8的具体长度由脉冲泵浦源1的峰值功率和待刻中红外光纤4种类、长度决定。氧化锗光纤长度可以在0～1m范围，单模氟化物光纤长度可以在0～10m范围内。
中红外补偿光纤8与待刻中红外光纤4、脉冲泵浦源1的尾纤的熔接根据中红外补偿光纤8的种类而定。
当中红外补偿光纤8为氧化锗光纤时，使用非对称熔接技术实现氧化锗光纤与待刻中红外光纤4之间的熔接，其原因是脉冲泵浦源1尾纤和氧化锗光纤的基质材料均为石英玻璃，其转变温度在1200℃左右，而待刻中红外光纤4为软玻璃光纤，其玻璃转化温度在180℃～350℃之间，转变温度悬殊较大。如果直接将软玻璃光纤放置在常规光纤熔接机电极中间，软玻璃光纤端面会直接汽化。氧化锗光纤与脉冲泵浦源1尾纤的基质材料均为石英玻璃，转变温度类似，利用正常功率下常规熔接即可。
当中红外补偿光纤8为氧化锗光纤、待刻中红外光纤4为氟化物玻璃光纤时，中红外补偿光纤8与待刻中红外光纤4熔接点的扫描图如图3所示。
当中红外补偿光纤8为单模氟化物光纤时，使用低温对称熔接技术实现单模氟化物光纤与待刻中红外光纤4之间的熔接，使用非对称熔接技术实现脉冲泵浦源1尾纤与单模氟化物光纤之间的熔接。原因是常规熔接机普遍用来熔接石英光纤，放电强度大，电极附近温度高，软玻璃光纤的玻璃转化温度在180℃～350℃之间，远比石英光纤低，若利用熔接石英光纤的熔接参数熔接软玻璃光纤，会导致软玻璃光纤端面瞬间汽化，因此需要选择温度可控的低温特种熔接机，通过改变热熔头的放电强度，在对称熔接的条件下降低放电强度，控制两端的软玻璃光纤端面温度在软玻璃转变温度以下，实现软玻璃光纤之间(单模氟化物光纤与待刻中红外光纤4之间)的熔接。脉冲泵浦源1尾纤与单模氟化物光纤之间的熔接原理请参考上述描述。
以图2所示的测试系统结构为例，对本申请所提供的一种测试系统进行介绍。
脉冲泵浦源为中心波长在1550nm的脉冲泵浦源，中红外补偿光纤为长度在0.5m的氧化锗光纤，中红外光纤跳线为多模硫系光纤跳线，光谱测试仪为中红外光谱仪，待刻中红外光纤为长度在5.5m的单模ZBLAN光纤，显微透镜为放大倍数100倍的油镜。其中，脉冲泵浦源的输出端和氧化锗光纤连接，氧化锗光纤的输出端和待刻中红外光纤的输入端连接，待刻中红外光纤放置在光学精密调整架上，利用光纤夹具固定好待刻中红外光纤位置。待刻中红外光纤的输出端通过空间对准中红外光纤跳线输入端，中红外光纤跳线输出端连接到中红外光谱仪中。
脉冲泵浦源为1.5μm波段的脉冲光纤激光器，其输出脉冲宽度大于1ps，小于20ns，峰值功率高于1kW，在氧化锗光纤的作用下，获得所需谱宽的超连续谱激光输出(光谱展宽到3.1μm以上的中红外超连续谱激光)。飞秒刻写激光为中心波长在515nm的绿光激光，其脉宽在200fs左右，重复频率在1kHz，脉冲能量在100nJ左右。此外，还可以选用中心波长在800nm附近的飞秒激光。
单模ZBLAN光纤输出的初始光谱如图4所示，其中横坐标为波长，纵坐标为光谱功率，刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱如图5所示，其中横坐标为波长，纵坐标为相对强度，刻写得到的中红外光纤光栅中心波长为2794.34nm，反射率为98.22％(-17.5dB)，3dB带宽为1.46nm。
本申请还提供一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法，请参考图6，该方法包括：
步骤S101：脉冲泵浦源向与所述脉冲泵浦源的输出端连接的待刻中红外光纤输出脉冲激光。
步骤S102：通过中红外光纤跳线与所述待刻中红外光纤连接的光谱测试仪测试所述待刻中红外光纤输出的初始光谱。
步骤S103：当所述初始光谱展宽至中红外波段时，利用刻写激光刻写所述待刻中红外光纤；所述光谱测试仪测试所述待刻中红外光纤在被刻写时输出的实时光谱；所述光谱测试仪确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。
可选的，在在本申请的一个实施例中，利用刻写激光刻写所述待刻中红外光纤包括：利用飞秒激光直写技术刻写所述待刻中红外光纤。但是，本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，还可以采用飞秒激光相位掩模版法刻写所述待刻中红外光纤。
其中，飞秒激光直写技术包括但不限于激光逐点刻写、逐线刻写、逐面刻写中的任意一种。
在刻写待刻中红外光纤的光栅时，设置的飞秒激光刻写参数包括但不限于单脉冲能量、光栅周期长度、周期个数。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法还包括：
当所述初始光谱未展宽至中红外波段时，在所述脉冲泵浦源的输出端与所述待刻中红外光纤之间熔接中红外补偿光纤，以使所述初始光谱展宽至中红外波段。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱之后，还包括：
确定所述实时透射光谱中心波长、反射率、3dB带宽。
根据当前测试结果得到实时透射光谱中心波长、反射率、3dB带宽后，可以直接将当前测试的刻写参数作为下一次测试的刻写参数，也可以对其进行改进，并将改进后的刻写参数作为下一次测试的刻写参数。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，其特征在于，包括：
脉冲泵浦源，用于向与所述脉冲泵浦源的输出端连接的待刻中红外光纤输出脉冲激光，并使所述待刻中红外光纤输出的初始光谱展宽到中红外波段；
中红外光纤跳线，所述中红外光纤跳线的输入端与所述待刻中红外光纤的输出端对准；
与所述中红外光纤跳线的输出端连接的光谱测试仪，用于测试所述初始光谱；测试当所述初始光谱展宽到中红外波段，所述待刻中红外光纤被刻写时输出的实时光谱；以及确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。
2.如权利要求1所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，其特征在于，还包括：
中红外补偿光纤，所述中红外补偿光纤的第一端与所述脉冲泵浦源的输出端熔接，所述中红外补偿光纤的第二端与所述待刻中红外光纤熔接。
3.如权利要求2所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，其特征在于，所述中红外补偿光纤为氧化锗光纤。
4.如权利要求2所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，其特征在于，所述中红外补偿光纤为单模氟化物光纤。
5.如权利要求1所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，其特征在于，还包括：
光纤夹具，用于固定所述待刻中红外光纤的两端并使所述待刻中红外光纤保持水平状态。
6.如权利要求5所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试系统，其特征在于，还包括：
光学精密调整架，用于承载所述光纤夹具；
显微透镜，用于观察所述待刻中红外光纤纤芯位置。
7.一种中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法，其特征在于，包括：
脉冲泵浦源向与所述脉冲泵浦源的输出端连接的待刻中红外光纤输出脉冲激光；
通过中红外光纤跳线与所述待刻中红外光纤连接的光谱测试仪测试所述待刻中红外光纤输出的初始光谱；
当所述初始光谱展宽至中红外波段时，利用刻写激光刻写所述待刻中红外光纤；所述光谱测试仪测试所述待刻中红外光纤在被刻写时输出的实时光谱；所述光谱测试仪确定所述实时光谱与所述初始光谱的差值光谱，并将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱。
8.如权利要求7所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法，其特征在于，还包括：
当所述初始光谱未展宽至中红外波段时，在所述脉冲泵浦源的输出端与所述待刻中红外光纤之间熔接中红外补偿光纤，以使所述初始光谱展宽至中红外波段。
9.如权利要求7所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法，其特征在于，利用刻写激光刻写所述待刻中红外光纤，包括：利用飞秒激光直写技术刻写所述待刻中红外光纤。
10.如权利要求7至9任一项所述的中红外光纤光栅刻写透射光谱实时测试方法，其特征在于，所述将所述差值光谱作为刻写得到的中红外光纤光栅的实时透射光谱之后，还包括：
确定所述实时透射光谱中心波长、反射率、3dB带宽。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040037342A1 (en) * 2002-08-22 2004-02-26 Blauvelt Henry A. Grating-stabilized semiconductor laser
US20090028489A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-29 Eric Udd High speed fiber optic grating sensor system
CN103557939A (zh) * 2013-09-26 2014-02-05 中国科学院安徽光学精密机械研究所 小型红外光栅光谱仪
CN105716833A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 中国科学院大连化学物理研究所 一种中红外闪耀光栅衍射效率的测量装置
CN106568382A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 武汉理工大学 超长光纤光栅刻写在线监测系统及方法
CN106802284A (zh) * 2016-12-08 2017-06-06 华中科技大学 一种光纤近红外检测系统
CN108398244A (zh) * 2018-05-02 2018-08-14 中国人民解放军国防科技大学 一种基于倾斜光纤光栅的光纤激光参数实时测量装置
CN109387901A (zh) * 2017-08-03 2019-02-26 南京理工大学 长周期光纤光栅的纳米级精度栅距的激光刻写装置及方法
CN111208604A (zh) * 2020-03-19 2020-05-29 深圳大学 一种光纤光栅元件、电控光纤光栅系统及制备系统
CN112710631A (zh) * 2020-12-02 2021-04-27 北京信息科技大学 一种基于飞秒激光直写倾斜光纤光栅温度折射率测试方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040037342A1 (en) * 2002-08-22 2004-02-26 Blauvelt Henry A. Grating-stabilized semiconductor laser
US20090028489A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-29 Eric Udd High speed fiber optic grating sensor system
CN103557939A (zh) * 2013-09-26 2014-02-05 中国科学院安徽光学精密机械研究所 小型红外光栅光谱仪
CN105716833A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 中国科学院大连化学物理研究所 一种中红外闪耀光栅衍射效率的测量装置
CN106568382A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 武汉理工大学 超长光纤光栅刻写在线监测系统及方法
CN106802284A (zh) * 2016-12-08 2017-06-06 华中科技大学 一种光纤近红外检测系统
CN109387901A (zh) * 2017-08-03 2019-02-26 南京理工大学 长周期光纤光栅的纳米级精度栅距的激光刻写装置及方法
CN108398244A (zh) * 2018-05-02 2018-08-14 中国人民解放军国防科技大学 一种基于倾斜光纤光栅的光纤激光参数实时测量装置
CN111208604A (zh) * 2020-03-19 2020-05-29 深圳大学 一种光纤光栅元件、电控光纤光栅系统及制备系统
CN112710631A (zh) * 2020-12-02 2021-04-27 北京信息科技大学 一种基于飞秒激光直写倾斜光纤光栅温度折射率测试方法

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