CN115655657A - 一种光纤合束器测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光纤合束器测试系统及方法，系统包括主控单元、温度测试单元和传输效率测试单元；温度测试单元用于当泵浦激光输入光纤合束器时，获取光纤合束器的热成像图片和温度数据，将其传送给主控单元；传输效率测试单元用于当泵浦激光输入光纤合束器时，获取光纤合束器第一输出功率，并将第一输出功率传送给主控单元；主控单元用于接收操作指令，根据热成像图片和温度数据处理生成光纤合束器各个点位温度随泵浦功率的变化曲线，根据第一输出功率计算光纤合束器的泵浦光纤的传输效率。本发明系统能够避免现有技术中手工操作泵浦激光器的开闭和手工记录及计算功率，有效提高测试效率，并且测量光纤合束器的温度和传输效率多个参数。

Description

一种光纤合束器测试系统及方法

技术领域

本发明涉及激光测试技术领域，尤其涉及一种光纤合束器测试系统及方法。

背景技术

光纤合束器是在熔融拉锥光纤束的基础上制备的光纤器件。它是将一束光纤剥去涂覆层，然后以一定方式排列在一起，在高温中加热使之熔化，同时向相反方向拉伸光纤束，光纤加热区域熔融成为熔锥光纤束。从锥腰切断后，将锥区输出端与一根输出光纤熔接。光纤合束器适用于光纤激光器和高功率光纤放大器中信号激光与泵浦激光的合束。

现有技术方案中，通过设置分别与光纤输入纤、泵浦纤连接的第一激光器光源、第二激光器光源，用于检测合束器是否存在将信号激光传入信号输出纤包层的情况以及检测合束器是否存在将泵浦激光传入信号输出纤纤芯的情况。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有技术需要手动切换两个激光器光源的打开和关闭，手工记录功率计探测到的功率，并进行计算，费时费力，测试效率较低，同时对光纤合束器测试的参数较少。

发明内容

本发明旨至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种能够自动测试光纤合束器的多个参数，提高测试效率的光纤合束器测试系统及方法。

为达到上述目的，本发明的第一方面提出的一种光纤合束器测试系统，包括主控单元、温度测试单元和传输效率测试单元；

所述温度测试单元与所述主控单元可通信地耦合，用于当泵浦激光输入光纤合束器时，获取光纤合束器的热成像图片和温度数据，并将所述热成像图片和温度数据传送给所述主控单元；

所述传输效率测试单元与所述主控单元可通信地耦合，用于当泵浦激光输入所述光纤合束器时，获取所述光纤合束器第一输出功率，并将所述第一输出功率传送给所述主控单元；

所述主控单元用于接收操作指令，根据操作指令控制所述温度测试单元和所述传输效率测试单元，根据所述热成像图片和温度数据处理生成所述光纤合束器各个点位温度随泵浦功率的变化曲线，根据所述第一输出功率计算所述光纤合束器的泵浦光纤的传输效率。

根据本发明的光纤合束器测试系统，采用主控机控制温度测试单元和传输效率测试单元，能够自动控制泵浦激光器的开闭，避免现有技术中手工操作泵浦激光器的开闭和手工记录及计算功率，有效提高测试效率，并且测量光纤合束器的温度和传输效率多个参数。另外，本发明系统通过热成像可以准确获得光纤合束器在工作时的各个点位的温度，以及各个点位温度随泵浦功率的变化曲线，相比现有技术只能获得光纤合束器的整体温度，准确度更高，测量范围更加全面。

根据本发明的一个实施例，还包括插入损耗测试单元和NA占比测试单元；

所述插入损耗测试单元与所述主控单元可通信地耦合，用于当信号激光输入所述光纤合束器时，获取所述光纤合束器的第二输出功率，并将所述第二输出功率传送给所述主控单元；

所述NA占比测试单元与所述主控单元可通信地耦合，用于当信号激光输入所述光纤合束器时，获取所述光纤合束器输出的光束在无遮挡时的第三输出功率以及所述光纤合束器输出的光束被部分遮挡时的第四输出功率，并将所述第三输出功率和所述第四输出功率传送给所述主控单元；

所述主控单元还用于接收操作指令，根据操作指令控制所述插入损耗测试单元和所述NA占比测试单元，根据所述第二输出功率计算所述光纤合束器的插入损耗，根据所述第三输出功率和所述第四输出功率计算所述光纤合束器的输出光纤的NA占比。

根据本发明的一个实施例，所述主控单元包括主控机，所述主控机具有按钮和显示屏，所述按钮用于输入操作指令，所述显示屏用于显示所述光纤合束器的各个点位的温度随泵浦功率的变化曲线，所述第一输出功率，所述光纤合束器的泵浦光纤的传输效率，所述第二输出功率，所述光纤合束器的插入损耗以及所述光纤合束器的输出光纤的NA占比。

根据本发明的一个实施例，所述温度测试单元包括n个泵浦激光器、热成像仪、机械臂、导热板和水浴箱，n为大于1的正整数，所述n个泵浦激光器的控制端与所述主控机连接，所述n个泵浦激光器的输出端与所述光纤合束器的泵浦光纤输入端连接，所述光纤合束器设置在所述导热板上，所述光纤合束器的输出光纤设置在所述水浴箱中，所述机械臂与所述主控机可通信地耦合，用于抓取所述热成像仪移动至所述光纤合束器的上方，所述热成像仪与所述主控机可通信地耦合，用于拍摄图片并测量所述光纤合束器的各点位温度。

根据本发明的一个实施例，所述传输效率测试单元包括n个泵浦激光器和第一激光功率计，n为大于1的正整数，所述n个泵浦激光器的控制端与所述主控机连接，所述n个泵浦激光器的输出端与所述光纤合束器的泵浦光纤输入端连接，所述第一激光功率计与所述主控机可通信地耦合，所述第一激光功率计设置在所述光纤合束器的输出光纤端面的一侧，用于测量所述光纤合束器的第一输出功率。

根据本发明的一个实施例，所述插入损耗测试单元包括信号激光器和包层光滤出器，所述信号激光器的控制端与所述主控机连接，所述信号激光器的输出端与所述光纤合束器的信号光纤输入端连接，所述光纤合束器的输出端与所述包层光滤出器连接，所述包层光滤出器的一侧设置有第二激光功率计，所述第二激光功率计与所述主控机可通信地耦合，用于测量所述光纤合束器的第二输出功率。

根据本发明的一个实施例，所述NA占比测试单元包括信号激光器、光阑和滑轨，所述信号激光器的控制端与所述主控机连接，所述信号激光器的输出端与所述光纤合束器的信号光纤输入端连接，所述光阑可滑动地设置所述滑轨上，用于限制所述光纤合束器射出的光束，在所述光阑远离所述光纤合束器的一侧设置有第二激光功率计，所述第二激光功率计与所述主控机可通信地耦合，用于所述光纤合束器射出的光束无遮挡时的第三输出功率以及所述光纤合束器输出的光束被所述光阑部分遮挡时的第四输出功率。

本发明的第二方面提供了一种光纤合束器测试方法，采用上述第一方面所述的光纤合束器测试系统完成，包括以下步骤：

将光纤合束器的泵浦光纤输入端接入泵浦激光器，将光纤合束器放在导热板上，光纤合束器的输出光纤放入水浴箱内；

通过主控机将泵浦激光器的功率设为第一比例的额定功率，第一比例小于100%，机械臂伸缩控制热成像仪到达光纤合束器上方开始拍摄图片并测量光纤合束器发各点位温度；

将每个泵浦激光器的功率依次增加，同时热成像仪在每次功率改变后均进行拍摄图片测量光纤合束器的各点位温度，并通过将图片和温度数据传输至主控机；

当泵浦激光器的功率达到100%的额定功率后停止工作，机械臂伸缩控制热成像仪回到初始位置，主控机对温度数据进行处理后生成各点位的温度随泵浦功率的变化曲线，并显示在显示屏上。

本发明提供的光纤合束器测试方法，能够自动获得光纤合束器的热成像图片和温度数据，获得更精准的温度测试结果。本发明方法采用主控机处理测试数据，能够提高测试效率。

根据本发明的一个实施例，还包括：

S202，将光纤合束器的泵浦光纤接入泵浦激光器；

S204，选中第一个泵浦激光器工作，输出功率进入光纤合束器的第一个泵浦光纤；

S206，第一激光功率计对光纤合束器的输出光纤进行功率探测；

S208，当选中的泵浦激光器的输出功率达到额定功率P0时，主控机保存此时显示屏上显示的第一输出功率P1；

S210，关闭第一个泵浦激光器，顺序启动第二至第n个泵浦激光器，分别输出功率进入光纤合束器的第二个至第n个泵浦光纤，主控机根据保存的第一输出功率P1分别计算得到光纤合束器的每个泵浦光纤的传输效率M1，并显示在显示屏上，其中M1=(P1/P0) ×100%，重复步骤S206至S208直至所有泵浦光纤测试完成。

根据本发明的一个实施例，还包括：

将光纤合束器的信号光纤接入信号激光器；

信号激光器工作，输出功率进入信号光纤，第二激光功率计对光纤合束器的输出光纤进行功率探测；

当信号激光器的输出功率达到额定功率P2时，主控机保存此时显示屏上显示的光纤合束器的第二输出功率P3，计算光纤合束器的插入损耗M2，并显示在显示屏上，其中M2=-10log(P3/P2)。

根据本发明的一个实施例，还包括：

将光纤合束器的信号光纤接入信号激光器；

主控机控制光阑在滑轨上滑动至初始位置停下，初始位置光阑对光纤合束器的输出光纤射出的光没有遮挡，信号激光器工作，输出设定的功率进入信号输入光纤，第二激光功率计对光纤合束器的输出光纤进行功率探测，将探测到的第三输出功率P4传输至主控机；

主控机控制光阑在滑轨上滑动至设定位置停下，初始位置光阑对光纤合束器的输出光纤射出的光具有遮挡，第二激光功率计对光纤合束器的输出光纤进行功率探测，将探测到的第四输出功率P5传输至主控机，主控机计算光纤合束器的输出光纤射出的光的NA占比M3，并显示在显示屏上，其中M3=(P5/P4) ×100%。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的光纤合束器测试系统的结构示意图。

图2是本发明又一实施例提出的光纤合束器测试系统的结构示意图。

图3是本发明一实施例涉及光纤合束器测试系统的温度测试单元的结构示意图。

图4是本发明一实施例涉及光纤合束器测试系统的传输效率测试单元的结构示意图。

图5是本发明一实施例涉及光纤合束器测试系统的插入损耗测试单元的结构示意图。

图6是本发明一实施例涉及光纤合束器测试系统的NA占比测试单元的结构示意图。

图7是本发明一实施例提出的光纤合束器测试方法的流程示意图。

图8是本发明又一实施例提出的光纤合束器测试方法的流程示意图。

图9是本发明另一实施例提出的光纤合束器测试方法的流程示意图。

图10是本发明再一实施例提出的光纤合束器测试方法的流程示意图。

附图标记说明：

1为主控机，3为光纤合束器，4为热成像仪，5为机械臂，6为导热板，7为水浴箱，9为信号激光器，10为包层光滤出器，11为光阑，12为滑轨，21至2n为第一个至第n个泵浦激光器，81为第一激光功率计，82为第二激光功率计，100为主控单元，101为按钮，102为显示屏，200为温度测试单元，300为传输效率测试单元，400为插入损耗测试单元，500为NA占比测试单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本发明一实施例提出的光纤合束器测试系统的结构示意图。结合图3-图6所示，光纤合束器3一般为n×1或(n+1)×1的结构，其中n×1光纤合束器由n条泵浦光纤和1条输出光纤组成，(n+1) ×1光纤合束器由n条泵浦光纤、1条信号光纤和1条输出光纤组成。光纤合束器3的温度随泵浦功率的改变而发生变化。在使用过程中，光纤合束器的光纤束、光纤剥口等位置容易出现温度过高甚至烧毁光纤的现象，这会严重影响到光纤合束器的稳定工作和正常使用。因此在光纤合束器的制造过程中需要对其温度进行测试，帮助工作人员快速甄别光纤合束器是否能够满足稳定工作的要求。

参见图1，本发明实施例第一方面提出一种光纤合束器测试系统，包括主控单元100、温度测试单元200和传输效率测试单元300，其中：

温度测试单元200与主控单元100可通信地耦合，用于当泵浦激光输入光纤合束器3时，获取光纤合束器3的热成像图片和温度数据，并将热成像图片和温度数据传送给主控单元100。传输效率测试单元300与主控单元100可通信地耦合，用于当泵浦激光输入光纤合束器3时，获取光纤合束器3第一输出功率，并将第一输出功率传送给主控单元100。

主控单元100用于接收操作指令，根据操作指令控制温度测试单元200和传输效率测试单元300，根据热成像图片和温度数据处理生成光纤合束器3各个点位温度随泵浦功率的变化曲线，根据第一输出功率计算光纤合束器3的泵浦光纤的传输效率。

光纤合束器的泵浦光纤的传输效率的计算公式为M1=(P1/P0) ×100%，式中，M1为单个泵浦光纤的传输效率，P0为泵浦激光器的额定功率，P1为泵浦激光器的功率达到P0时，测量得到的光纤合束器的第一输出功率。由于泵浦光纤的数量为n个，因此光纤合束器的泵浦光纤的传输效率相应也为n个。

可通信地耦合这里是指两个单元之间通过有线或者无线连接，具有信号传递。光纤合束器对泵浦激光的传输效率也是评价其性能的一项重要指标，当传输效率较低时，意味着泵浦激光在经过光纤合束器时存在较大损耗，难以满足高功率光纤激光器的功率要求。因此需要对光纤合束器的传输效率进行测试。在一种实施方式中，泵浦激光器的数量与泵浦光纤的数量相同。

根据本发明实施例的光纤合束器测试系统，采用主控机控制温度测试单元和传输效率测试单元，能够自动控制泵浦激光器的开闭，避免现有技术中手工操作泵浦激光器的开闭和手工记录及计算功率，有效提高测试效率，能够测量光纤合束器的温度和传输效率多个参数。另外，本发明系统通过热成像可以准确获得光纤合束器在工作时的各个点位的温度，以及各个点位温度随泵浦功率的变化曲线，相比现有技术只能获得光纤合束器的整体温度，准确度更高，测量范围更加全面。

在一些实施例中，结合图2、图5所示，光纤合束器测试系统还包括插入损耗测试单元400和NA（数值孔径）占比测试单元500。

插入损耗测试单元400与主控单元100可通信地耦合，用于当信号激光输入光纤合束器3时，获取光纤合束器3的第二输出功率，并将第二输出功率传送给主控单元100。NA占比测试单元500与主控单元100可通信地耦合，用于当信号激光输入光纤合束器3时，获取光纤合束器3输出的光束在无遮挡时的第三输出功率以及光纤合束器3输出的光束被部分遮挡时的第四输出功率，并将第三输出功率和第四输出功率传送给主控单元100。

主控单元100还用于接收操作指令，根据操作指令控制插入损耗测试单元400和NA占比测试单元500，根据第二输出功率计算光纤合束器3的插入损耗，根据第三输出功率和第四输出功率计算光纤合束器3的输出光纤的NA占比。

需要说明的是，插入损耗指的是光路中接入光纤合束器或其他器件后对信号激光传输造成的损耗大小。由于插入损耗指的是信号激光的损耗，因此插入损耗只针对(n+1)×1结构的光纤合束器，信号激光的插入损耗也是一项重要的性能指标，当信号激光插入损耗大时会影响到高功率光纤激光器的功率输出。因此需要对光纤合束器的插入损耗进行测试。光纤合束器的输出光纤的NA占比也只针对(n+1)×1结构的光纤合束器，NA占比也是一项重要的性能指标，NA占比低会降低高功率光纤激光器的输出光束质量。因此需要对光纤合束器的输出光纤的NA占比进行测试。

光纤合束器的插入损耗的计算公式为：M2=-10log(P3/P2)，式中，M2为光纤合束器的插入损耗，P2为信号激光器的额定功率，P3为测量得到的光纤合束器的第二输出功率。光纤合束器的输出光纤的NA占比的计算公式为：M3=(P5/P4) ×100%，式中，M3为光纤合束器的输出光纤的NA占比，P4为光纤合束器的输出光纤射出的光没有遮挡时，测量得到的第三功率，P5为光纤合束器的输出光纤射出的光被遮挡时，测量得到的第四功率。

在一些实施例中，结合图3-图6所示，主控单元100包括主控机1，主控机1具有按钮101和显示屏102，按钮101用于输入操作指令，显示屏102用于显示光纤合束器3的各个点位的温度随泵浦功率的变化曲线，第一输出功率，光纤合束器3的泵浦光纤的传输效率，第二输出功率，光纤合束器3的插入损耗以及光纤合束器3的输出光纤的NA占比。

在一个示例中，参照图3，温度测试单元200包括n个泵浦激光器、热成像仪4、机械臂5、导热板6和水浴箱7，n为大于1的正整数，n个泵浦激光器的控制端与主控机1连接，n个泵浦激光器的输出端与光纤合束器3的泵浦光纤输入端连接，光纤合束器3设置在导热板6上，光纤合束器3的输出光纤设置在水浴箱7中，机械臂5与主控机1可通信地耦合，用于抓取热成像仪4移动至光纤合束器3的上方，热成像仪4与主控机1可通信地耦合，用于拍摄图片并测量光纤合束器3的各点位温度。热成像仪的测温范围应包括光纤合束器的工作温度范围，可选地，热成像仪的最高测温温度为300℃。在光纤合束器测试时，输入的泵浦激光功率较大时，会导致光纤合束器发热升温，导热板6可以进行散热。水浴箱7利用水来吸收输出光纤内的输出光，防止对输出光对人员或物品造成伤害。泵浦激光器的控制端与主控机1连接，主控机1通过控制泵浦激光器的电流来控制泵浦激光的功率。在一个实施方式中，在导热板6的上方安装有一个二维移动平台，热成像仪4固定在二维移动平台的滑台上，二维移动平台的滑台可以沿X轴、Y轴方向移动。二维移动平台的控制端与主控机1可通信地耦合，主控机1可以对滑台的移动轨迹进行控制。当需要对光纤合束器测温时，滑台移动至光纤合束器的正上方，不需要测温时，滑台移动到零点初始位置，避免热成像仪受损。

在一个示例中，参照图4，传输效率测试单元300包括n个泵浦激光器和第一激光功率计81，n为大于1的正整数，n个泵浦激光器的控制端与主控机1连接，n个泵浦激光器的输出端与光纤合束器3的泵浦光纤输入端连接，第一激光功率计81与主控机1可通信地耦合，第一激光功率计81设置在光纤合束器3的输出光纤端面的一侧，用于测量光纤合束器3的第一输出功率。可选地，第一激光功率计81选用的波长为976nm。不同波长的激光功率计对不同波长的响应度不同，只有选用波长匹配的激光功率计才能准确测量功率。

在一个示例中，参照图5，插入损耗测试单元400包括信号激光器9和包层光滤出器10，信号激光器9的控制端与主控机1连接，信号激光器9的输出端与光纤合束器3的信号光纤输入端连接，光纤合束器3的输出端与包层光滤出器10连接，包层光滤出器10的一侧设置有第二激光功率计82，第二激光功率计82与主控机1可通信地耦合，用于测量光纤合束器3的第二输出功率。可选地，第二激光功率计82选用的波长为1080 nm。

在一个实例中，参照图6，NA占比测试单元500包括信号激光器9、光阑11和滑轨12，信号激光器9的控制端与主控机1连接，信号激光器9的输出端与光纤合束器3的信号光纤输入端连接，光阑11可滑动地设置滑轨12上，用于限制光纤合束器3射出的光束，在光阑11远离光纤合束器3的一侧设置有第二激光功率计82，第二激光功率计82与主控机1可通信地耦合，用于光纤合束器3射出的光束无遮挡时的第三输出功率以及光纤合束器3输出的光束被光阑11部分遮挡时的第四输出功率。滑轨12与主控机1连接，滑轨12上具有滑台，光阑11固定在滑台上，光阑的透光孔的轴线与光纤合束器的输出光纤射出的光束同轴。滑台的移动由主控机1实施控制。光阑在滑轨上移动到不同的位置，相对应能够通过光阑的光束的发散角就不同。当光阑距离输出光纤最近时，能够通过光阑的光束的发散角最大，此时有最多的输出光可以通过光阑到达第二激光功率计，使得测得的NA占比最大；当光阑距离输出光纤最远时，能够通过光阑的光束的发散角最小，此时有最少的输出光可以通过光阑到达第二激光功率计，使得测得的NA占比最小。

综合上述实施例提供的光纤合束器测试系统，能够对光纤合束器进行温度、传输效率、插入损耗、NA占比等进行多种测试，验证是否能够满足长时间稳定工作的要求。本系统实现了光纤合束器多个参数的自动化测试，能够显著减少对人力的依赖，提高光纤合束器的生产效率，满足大规模生产的需求。

基于上述目的，本发明实施例的第二方面一种光纤合束器测试方法，结合图3、图7所示，采用上述第一方面的光纤合束器测试系统完成，包括以下步骤：

步骤S102，将光纤合束器3的泵浦光纤输入端接入泵浦激光器，将光纤合束器3放在导热板6上，光纤合束器3的输出光纤放入水浴箱7内。

本实施例中，泵浦光纤的数量与泵浦激光器（21-2n）的数量一致。

步骤S104，通过主控机1将泵浦激光器的功率设为第一比例的额定功率，第一比例小于100%，机械臂5伸缩控制热成像仪4到达光纤合束器3上方开始拍摄图片并测量光纤合束器3发各点位温度。

本实施例中，可选地，第一比例设为10%。

步骤S106，将每个泵浦激光器的功率依次增加，同时热成像仪4在每次功率改变后均进行拍摄图片测量光纤合束器3的各点位温度，并通过将图片和温度数据传输至主控机1。

本实施例中，可选地，每次泵浦激光器的功率增加10%的额定功率。

步骤S108，当泵浦激光器的功率达到100%的额定功率后停止工作，机械臂5伸缩控制热成像仪4回到初始位置，主控机1对温度数据进行处理后生成各点位的温度随泵浦功率的变化曲线，并显示在显示屏102上。

本实施例的光纤合束器测试方法能够检测光纤合束器各个位置的温度，快速甄别光纤合束器是否能够满足稳定工作的要求。

在又一个实施例中，结合图4、图8所示，光纤合束器测试方法，还包括以下步骤：

S202，将光纤合束器3的泵浦光纤接入泵浦激光器。

本实施例中，泵浦光纤的数量与泵浦激光器（21-2n）的数量一致。

S204，选中第一个泵浦激光器21工作，输出功率进入光纤合束器3的第一个泵浦光纤。

本实施例中，由于是测量每一个泵浦光纤的传输效率，因此需要逐个进行。

S206，第一激光功率计81对光纤合束器3的输出光纤进行功率探测。

本实施例中，第一激光功率计81选用的波长为976 nm。光纤合束的输出光纤的端面为平面，与第一激光功率计81间距为1cm。

S208，当选中的泵浦激光器的输出功率达到额定功率P0时，主控机1保存此时显示屏102上显示的第一输出功率P1。

本实施例中，额定功率P0是已知的，泵浦激光器的输出功率可调节，由于光纤合束器存在损耗，因此P1≤P0。

S210，关闭第一个泵浦激光器21，顺序启动第二至第n个泵浦激光器22-2n，分别输出功率进入光纤合束器3的第二个至第n个泵浦光纤，主控机1根据保存的第一输出功率P1分别计算得到光纤合束器3的每个泵浦光纤的传输效率M1，并显示在显示屏102上，其中M1=(P1/P0) ×100%，重复步骤S206至S208直至所有泵浦光纤测试完成。

本实施例的光纤合束器测试方法能够测量光纤合束器的泵浦光纤的传输效率，泵浦光纤的传输效率也是评价光纤合束器性能的一项重要指标，本测试方法能够验证光纤合束器是否满足高功率光纤激光器的功率要求。

在另一个实施例中，结合图5、图9所示，光纤合束器测试方法，还包括以下步骤：

步骤S302，将光纤合束器3的信号光纤接入信号激光器9。

本实施例中，光纤合束器3的结构为(n+1) ×1，即光纤合束器由n条泵浦光纤、1条信号光纤和1条输出光纤组成。

步骤S304，信号激光器9工作，输出功率进入信号光纤，第二激光功率计82对光纤合束器3的输出光纤进行功率探测。

本实施例中，第二激光功率计82选用的波长为1080 nm。光纤合束器的输出光纤的端面为平面，与第二激光功率计82间距为1cm。

步骤S306，当信号激光器9的输出功率达到额定功率P2时，主控机1保存此时显示屏102上显示的光纤合束器3的第二输出功率P3，计算光纤合束器3的插入损耗M2，并显示在显示屏102上，其中M2=-10log(P3/P2)。

本实施例中，主控机1调节信号激光器9的输出功率，第二激光功率计82将测得的第二功率传送至主控机1。

本实施例的光纤合束器测试方法能够自动测量光纤合束器的插入损耗。

在再一个实施例中，结合图6、图10所示，光纤合束器测试方法，还包括以下步骤：

步骤S402，将光纤合束器3的信号光纤接入信号激光器9。

本实施例中，光纤合束器3的结构为(n+1) ×1，即光纤合束器由n条泵浦光纤、1条信号光纤和1条输出光纤组成。

步骤S404，主控机1控制光阑11在滑轨12上滑动至初始位置停下，初始位置光阑11对光纤合束器3的输出光纤射出的光没有遮挡，信号激光器9工作，输出设定的功率进入信号输入光纤，第二激光功率计82对光纤合束器3的输出光纤进行功率探测，将探测到的第三输出功率P4传输至主控机1。

本实施例中，光纤合束器的输出光纤端面为平面，当光阑在滑轨上的位置改变时，光阑和输出光纤端面的距离发生变化，对应的NA也发生改变。

步骤S406，主控机1控制光阑11在滑轨12上滑动至设定位置停下，初始位置光阑11对光纤合束器3的输出光纤射出的光具有遮挡，第二激光功率计82对光纤合束器3的输出光纤进行功率探测，将探测到的第四输出功率P5传输至主控机1，主控机1计算光纤合束器3的输出光纤射出的光的NA占比M3，并显示在显示屏102上，其中M3=(P5/P4) ×100%。

本实施例的光纤合束器测试方法能够自动测量光纤合束器的输出光纤的NA占比。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，术语“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种光纤合束器测试系统，其特征在于，包括主控单元（100）、温度测试单元（200）和传输效率测试单元（300）；

所述温度测试单元（200）与所述主控单元（100）可通信地耦合，用于当泵浦激光输入光纤合束器（3）时，获取光纤合束器（3）的热成像图片和温度数据，并将所述热成像图片和温度数据传送给所述主控单元（100）；

所述传输效率测试单元（300）与所述主控单元（100）可通信地耦合，用于当泵浦激光输入所述光纤合束器（3）时，获取所述光纤合束器（3）第一输出功率，并将所述第一输出功率传送给所述主控单元（100）；

所述主控单元（100）用于接收操作指令，根据操作指令控制所述温度测试单元（200）和所述传输效率测试单元（300），根据所述热成像图片和温度数据处理生成所述光纤合束器（3）各个点位温度随泵浦功率的变化曲线，根据所述第一输出功率计算所述光纤合束器（3）的泵浦光纤的传输效率。

2.根据权利要求1所述的光纤合束器测试系统，其特征在于，还包括插入损耗测试单元（400）和NA占比测试单元（500）；

所述插入损耗测试单元（400）与所述主控单元（100）可通信地耦合，用于当信号激光输入所述光纤合束器（3）时，获取所述光纤合束器（3）的第二输出功率，并将所述第二输出功率传送给所述主控单元（100）；

所述NA占比测试单元（500）与所述主控单元（100）可通信地耦合，用于当信号激光输入所述光纤合束器（3）时，获取所述光纤合束器（3）输出的光束在无遮挡时的第三输出功率以及所述光纤合束器（3）输出的光束被部分遮挡时的第四输出功率，并将所述第三输出功率和所述第四输出功率传送给所述主控单元（100）；

所述主控单元（100）还用于接收操作指令，根据操作指令控制所述插入损耗测试单元（400）和所述NA占比测试单元（500），根据所述第二输出功率计算所述光纤合束器（3）的插入损耗，根据所述第三输出功率和所述第四输出功率计算所述光纤合束器（3）的输出光纤的NA占比。

3.根据权利要求2所述的光纤合束器测试系统，其特征在于，所述主控单元（100）包括主控机（1），所述主控机（1）具有按钮（101）和显示屏（102），所述按钮（101）用于输入操作指令，所述显示屏（102）用于显示所述光纤合束器（3）的各个点位的温度随泵浦功率的变化曲线，所述第一输出功率，所述光纤合束器（3）的泵浦光纤的传输效率，所述第二输出功率，所述光纤合束器（3）的插入损耗以及所述光纤合束器（3）的输出光纤的NA占比。

4.根据权利要求3所述的光纤合束器测试系统，其特征在于，所述温度测试单元（200）包括n个泵浦激光器、热成像仪（4）、机械臂（5）、导热板（6）和水浴箱（7），n为大于1的正整数，所述n个泵浦激光器的控制端与所述主控机（1）连接，所述n个泵浦激光器的输出端与所述光纤合束器（3）的泵浦光纤输入端连接，所述光纤合束器（3）设置在所述导热板（6）上，所述光纤合束器（3）的输出光纤设置在所述水浴箱（7）中，所述机械臂（5）与所述主控机（1）可通信地耦合，用于抓取所述热成像仪（4）移动至所述光纤合束器（3）的上方，所述热成像仪（4）与所述主控机（1）可通信地耦合，用于拍摄图片并测量所述光纤合束器（3）的各点位温度。

5.根据权利要求3所述的光纤合束器测试系统，其特征在于，所述传输效率测试单元（300）包括n个泵浦激光器和第一激光功率计（81），n为大于1的正整数，所述n个泵浦激光器的控制端与所述主控机（1）连接，所述n个泵浦激光器的输出端与所述光纤合束器（3）的泵浦光纤输入端连接，所述第一激光功率计（81）与所述主控机（1）可通信地耦合，所述第一激光功率计（81）设置在所述光纤合束器（3）的输出光纤端面的一侧，用于测量所述光纤合束器（3）的第一输出功率。

6.根据权利要求3所述的光纤合束器测试系统，其特征在于，所述插入损耗测试单元（400）包括信号激光器（9）和包层光滤出器（10），所述信号激光器（9）的控制端与所述主控机（1）连接，所述信号激光器（9）的输出端与所述光纤合束器（3）的信号光纤输入端连接，所述光纤合束器（3）的输出端与所述包层光滤出器（10）连接，所述包层光滤出器（10）的一侧设置有第二激光功率计（82），所述第二激光功率计（82）与所述主控机（1）可通信地耦合，用于测量所述光纤合束器（3）的第二输出功率。

7.根据权利要求3所述的光纤合束器测试系统，其特征在于，所述NA占比测试单元（500）包括信号激光器（9）、光阑（11）和滑轨（12），所述信号激光器（9）的控制端与所述主控机（1）连接，所述信号激光器（9）的输出端与所述光纤合束器（3）的信号光纤输入端连接，所述光阑（11）可滑动地设置所述滑轨（12）上，用于限制所述光纤合束器（3）射出的光束，在所述光阑（11）远离所述光纤合束器（3）的一侧设置有第二激光功率计（82），所述第二激光功率计（82）与所述主控机（1）可通信地耦合，用于所述光纤合束器（3）射出的光束无遮挡时的第三输出功率以及所述光纤合束器（3）输出的光束被所述光阑（11）部分遮挡时的第四输出功率。

8.一种光纤合束器测试方法，其特征在于，采用如权利要求1至7任意一项所述的光纤合束器测试系统完成，包括以下步骤：

将光纤合束器（3）的泵浦光纤输入端接入泵浦激光器，将光纤合束器（3）放在导热板（6）上，光纤合束器（3）的输出光纤放入水浴箱（7）内；

通过主控机（1）将泵浦激光器的功率设为第一比例的额定功率，第一比例小于100%，机械臂（5）伸缩控制热成像仪（4）到达光纤合束器（3）上方开始拍摄图片并测量光纤合束器（3）发各点位温度；

将每个泵浦激光器的功率依次增加，同时热成像仪（4）在每次功率改变后均进行拍摄图片测量光纤合束器（3）的各点位温度，并通过将图片和温度数据传输至主控机（1）；

当泵浦激光器的功率达到100%的额定功率后停止工作，机械臂（5）伸缩控制热成像仪（4）回到初始位置，主控机（1）对温度数据进行处理后生成各点位的温度随泵浦功率的变化曲线，并显示在显示屏（102）上。

9.根据权利要求8所述的光纤合束器测试方法，其特征在于，还包括：

S202，将光纤合束器（3）的泵浦光纤接入泵浦激光器；

S204，选中第一个泵浦激光器（21）工作，输出功率进入光纤合束器（3）的第一个泵浦光纤；

S206，第一激光功率计（81）对光纤合束器（3）的输出光纤进行功率探测；

S208，当选中的泵浦激光器的输出功率达到额定功率P0时，主控机（1）保存此时显示屏（102）上显示的第一输出功率P1；

S210，关闭第一个泵浦激光器（21），顺序启动第二至第n个泵浦激光器（22-2n），分别输出功率进入光纤合束器（3）的第二个至第n个泵浦光纤，主控机（1）根据保存的第一输出功率P1分别计算得到光纤合束器（3）的每个泵浦光纤的传输效率M1，并显示在显示屏（102）上，其中M1=(P1/P0) ×100%，重复步骤S206至S208直至所有泵浦光纤测试完成。

10.根据权利要求8所述的光纤合束器测试方法，其特征在于，还包括：

将光纤合束器（3）的信号光纤接入信号激光器（9）；

信号激光器（9）工作，输出功率进入信号光纤，第二激光功率计（82）对光纤合束器（3）的输出光纤进行功率探测；

当信号激光器（9）的输出功率达到额定功率P2时，主控机（1）保存此时显示屏（102）上显示的光纤合束器（3）的第二输出功率P3，计算光纤合束器（3）的插入损耗M2，并显示在显示屏（102）上，其中M2=-10log(P3/P2)。

11.根据权利要求8所述的光纤合束器测试方法，其特征在于，还包括：

将光纤合束器（3）的信号光纤接入信号激光器（9）；

主控机（1）控制光阑（11）在滑轨（12）上滑动至初始位置停下，初始位置光阑（11）对光纤合束器（3）的输出光纤射出的光没有遮挡，信号激光器（9）工作，输出设定的功率进入信号输入光纤，第二激光功率计（82）对光纤合束器（3）的输出光纤进行功率探测，将探测到的第三输出功率P4传输至主控机（1）；

主控机（1）控制光阑（11）在滑轨（12）上滑动至设定位置停下，初始位置光阑（11）对光纤合束器（3）的输出光纤射出的光具有遮挡，第二激光功率计（82）对光纤合束器（3）的输出光纤进行功率探测，将探测到的第四输出功率P5传输至主控机（1），主控机（1）计算光纤合束器（3）的输出光纤射出的光的NA占比M3，并显示在显示屏（102）上，其中M3=(P5/P4) ×100%。

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