CN117433747A - 一种有源光纤吸收系数测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有源光纤吸收系数测试装置及测试方法。测试装置包括光纤固定装置和光束准直装置。测试装置输入端与输出端采用光纤输出，输入端可连接宽带光源作为测试装置的检测光，输出端可连接光谱分析仪测量检测光的强度。其中光纤固定装置和光束准直装置固定于同一固定底座上。光纤固定装置可调整光纤水平、垂直的位置，也可调整光纤的仰俯，并实现不同长度光纤的固定。光束准直装置可通过调节，实现检测光束的准直进入被测有源光纤，并将出射后的检测光束汇聚进入信号检测系统。该测试装置可实现不同长度有源光纤吸收系数的检测，可实现高吸收系数有源光纤吸收系数的检测。采用该方法能够减少有源光纤吸收系数测试的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及光纤激光器，尤其涉及一种有源光纤吸收系数测试装置及测试方法。
背景技术
近年来，随着激光技术的发展，光纤激光器在诸多领域得到了广泛的应用，包括激光通信、激光武器、激光焊接、医疗器械仪器设备。因此，有源光纤作为光纤激光器的增益核心部分，其市场需求量与迫切程度也急剧升高。
吸收系数能够表征有源光纤中稀土离子的掺杂水平，而有源光纤中稀土掺杂浓度的高低直接影响光纤激光器的泵浦效率、激光输出功率等关键核心指标，故在有源光纤研究和制造中，对有源光纤吸收系数的检测则成为了至关重要的检测工序。
现有的有源光纤吸收系数测试一般采用截断法进行检测，需要先对一定长度有源光纤的光透射性能进行测试，后将其截断，再测量剩余部分有源光纤的光透射性能，前后两者差值与截断光纤长度的比值即为被测有源光纤的吸收系数。该测量方法需要对光纤进行截断，而且截断过程中光纤端面的制作将极大影响测试的准确度，同时对于高吸收系数(大于80dB/m)有源光纤的测试，该方法会因输出光信号较低而降低测试的准确性。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种有源光纤吸收系数测试装置及测试方法，采用该方法能够减少有源光纤吸收系数测试的步骤，同时可适用于高吸收系数有源光纤的测试。
本发明采取的技术方案是：一种有源光纤吸收系数测试装置包括固定底座、光纤固定装置和光束准直装置，所述光纤固定装置和光束准直装置均固定于所述固定底座上；光纤固定装置包括两个相同组件，每个组件由三维调节底座和V型支架构成，V型支架的V型槽槽口垂直向上通过螺钉紧固在三维调节底座上；所述光束准直装置包括两个相同组件，每个组件由可变焦距聚焦透镜和透镜支撑杆组成，可变焦距聚焦透镜置于透镜支撑杆上，其中一个可变焦距聚焦透镜作为所述测试装置的输入端通过光纤跳线与宽带光源连接，另一个可变焦距聚焦透镜作为输出端通过光纤跳线与光谱分析仪连接。
一种采用有源光纤吸收系数测试装置进行测试的方法包括以下步骤：
二、截取与被测有源光纤具有相同数值孔径、模场直径的低损耗光纤10mm-250mm，并记录长度为L，将其两端切割平整，并使用超声波清洗机对其两端进行清洗。
三、将清洗后的低损耗光纤放置于光纤固定装置上，低损耗光纤两侧分别放置于两个V型支架的V型槽内。
四、调整光纤固定装置的相对位置，保证低损耗光纤水平，并且位于光束准直装置的可变焦距聚焦透镜的中心轴。
五、调整光纤固定装置的三维调节底座，使检测到的输出光信号到达最大值；此时记录输出光谱，所述光谱覆盖被测有源光纤需要测量的波长，读取对应波长的功率值P1。
六、取下低损耗光纤，然后取与低损耗光纤相同长度的被测有源光纤，将被测有源光纤两端切割平整，并使用超声波清洗机对其两端进行清洗。
七、将清洗后的被测有源光纤放置于光纤固定装置上，被测有源光纤两侧分别放置于两个V型支架的V型槽内。
八、记录输出光谱，读取被测有源光纤对应波长处的功率值P2。
九、被测有源光纤的吸收系数为(P1-P2)/L。
本装置输入端与输出端采用光纤输出，输入端可连接宽带光源作为测试装置的检测光，输出端可连接光谱分析仪测量检测光的强度。其中光纤固定装置和光束准直装置固定于同一固定底座上。光纤固定装置可调整光纤水平、垂直的位置，也可调整光纤的仰俯，并实现不同长度光纤的固定。光束准直装置可通过调节，实现检测光束的准直进入被测有源光纤，并将出射后的检测光束汇聚进入信号检测系统。
本发明的技术效果是：可以实现不同长度有源光纤吸收系数的检测，也可实现高吸收系数有源光纤吸收系数的检测。采用该方法能够减少有源光纤吸收系数测试的步骤，提升有源光纤吸收系数批量化检测的测试效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的光纤固定装置示意图；
图3为本发明的光束准直装置示意图。
图中：1-固定底座；2-光纤固定装置；2-1-三维调节底座；2-2-V型支架； 3-光束准直装置；3-1-可变焦距聚焦透镜；3-2-透镜支撑杆；4-被测有源光纤；5-测试装置输入端；6-测试装置输出端。
具体实施方式
下面结合附图通过实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，有源光纤吸收系数测试装置包括固定底座1、光纤固定装置2和光束准直装置3，光纤固定装置2和光束准直装置3均固定于固定底座1上；光纤固定装置2包括两个相同组件，每个组件由三维调节底座2-1和V型支架2-2构成， V型支架2-2的V型槽槽口垂直向上通过螺钉紧固在三维调节底座2-1上；光纤固定装置2的两个相同组件的间隔距离为50mm-100mm；V型支架2-2高度为10-100mm，V型槽角度为30º -150º。
有源光纤吸收系数测试装置中的两个光纤固定装置通过螺钉紧固在固定底座上，光纤固定装置由三维调节底座和V型支架构成，两者螺钉固定连接成一体，V型支架紧固于三维调节底座靠近系统中心位置的边缘，V型槽槽口垂直向上，通过调整两个三维调节底座可实现两个V行支架间距、相对高度的变化。也可调整光纤的仰俯，并实现不同长度光纤的固定。
光束准直装置3包括两个相同组件，每个组件由可变焦距聚焦透镜3-1和透镜支撑杆3-2组成，光束准直装置3的两个相同组件的间隔距离为200mm -600mm；光束准直装置3的可变焦距聚焦透镜3-1的焦距为10-100mm，透镜支撑杆3-2长度为50-150mm；可变焦距聚焦透镜3-1置于透镜支撑杆3-2上，其中一个可变焦距聚焦透镜3-1作为测试装置输入端5通过光纤跳线与宽带光源连接，另一个可变焦距聚焦透镜3-1作为测试装置输出端6通过光纤跳线与光谱分析仪连接。
有源光纤吸收系数测试装置中的两个光束准直装置使用螺钉紧固在固定底座上，可实现检测光束的准直进入被测有源光纤，并将出射后的检测光束汇聚输出。
实施例：本实施例以被测有源光纤4为掺铒光纤980nm吸收系数的测试过程为例进行说明。
将测试装置输入端5与宽带光源连接，宽带光源输出光谱为900-1600nm。将测试装置输出端6与光谱分析仪连接。
光纤固定装置的两个相同组件的间隔距离为100mm；V型支架高度为50mm，V型槽角度为90º调整光纤固定装置的水平位置，使两个V型支架的间距处于100mm-150mm范围内，取低损耗光纤为单模光纤250mm，剥除单模光纤两端的涂覆层，并使用光纤切割刀将两端切割平整，并保证单模光纤长度在200±1mm。使用盛有酒精（或丙酮）的超声波清洗机对两端进行清洗。然后将单模光纤放置于光纤固定装置的两个V型支架的V型槽中。
调整光纤固定装置的三维调节底座，确保单模光纤位于光束准直装置的中心轴。
光束准直装置的两个相同组件间隔距离为350mm，光束准直装置3的可变焦距聚焦透镜3-1的焦距为10-100mm，透镜支撑杆3-2长度为120mm；调整光束准直装置中可变焦距聚焦透镜的焦距，使光谱分析仪检测到的输出光信号到达最大值。记录光谱分析仪中980nm的功率值P1。
取下低损耗光纤，然后取掺铒光纤250mm，剥除掺铒光纤两端的涂覆层，并使用光纤切割刀将两端切割平整，并保证掺铒光纤长度在200±1mm。使用盛有酒精（或丙酮）的超声波清洗机对两端进行清洗。然后将掺铒光纤放置于光纤固定装置的V型支架的V型槽中。
读取此时光谱分析仪中980nm的功率值P2，此时可知掺铒光纤980nm吸收系数为（P1- P2）/0.2（dB/m）。
记录输出光谱需能够覆盖被测有源光纤需要测量的波长。有源光纤掺杂离子为镱离子时，波长为976nm或915nm；稀土离子为铒离子时，波长为980nm或1480nm，稀土离子为铥离子时，波长为793nm。
Claims (6)
1.一种有源光纤吸收系数测试装置，其特征在于，所述测试装置包括固定底座（1）、光纤固定装置（2）和光束准直装置（3），所述光纤固定装置（2）和光束准直装置（3）均固定于所述固定底座（1）上；光纤固定装置（2）包括两个相同组件，每个组件由三维调节底座（2-1）和V型支架（2-2）构成， V型支架（2-2）的V型槽槽口垂直向上通过螺钉紧固在三维调节底座（2-1）上；所述光束准直装置（3）包括两个相同组件，每个组件由可变焦距聚焦透镜（3-1）和透镜支撑杆（3-2）组成，可变焦距聚焦透镜（3-1）置于透镜支撑杆（3-2）上，其中一个可变焦距聚焦透镜（3-1）作为所述测试装置输入端（5）通过光纤跳线与宽带光源连接，另一个可变焦距聚焦透镜（3-1）作为测试装置输出端（6）通过光纤跳线与光谱分析仪连接。
2.根据权利要求1所述的一种有源光纤吸收系数测试装置，其特征在于，所述光纤固定装置（2）的两个相同组件的间隔距离为50mm-100mm。
3.根据权利要求2所述的一种有源光纤吸收系数测试装置，其特征在于，V型支架（2-2）高度为10-100mm，V型槽角度为30º-150º。
4.根据权利要求3所述的一种有源光纤吸收系数测试装置，其特征在于，光束准直装置（3）的两个相同组件的间隔距离为200mm-600mm。
5.根据权利要求4所述的一种有源光纤吸收系数测试装置，其特征在于，光束准直装置（3）的可变焦距聚焦透镜（3-1）的焦距为10-100mm、透镜支撑杆（3-2）长度为50-150mm。
6.一种采用如权利要求1至5任一项所述的有源光纤吸收系数测试装置进行测试的方法，其特征在于：测试方法包括以下步骤：
一、将有源光纤吸收系数测试装置输入端与宽带光源连接，输出端与光谱分析仪连接；
二、截取与被测有源光纤具有相同数值孔径、模场直径的低损耗光纤10mm-250mm，并记录长度为L，将其两端切割平整，并使用超声波清洗机对其两端进行清洗；
三、将清洗后的低损耗光纤放置于光纤固定装置上，低损耗光纤两侧分别放置于两个V型支架的V型槽内；
四、调整光纤固定装置的相对位置，保证低损耗光纤水平，并且位于光束准直装置的可变焦距聚焦透镜的中心轴；
五、调整光纤固定装置的三维调节底座，使检测到的输出光信号到达最大值；此时记录输出光谱，所述光谱覆盖被测有源光纤需要测量的波长，读取对应波长的功率值P1；
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| GB1254958A (en) * | 1968-06-21 | 1971-11-24 | Philips Electronic Associated | Checking variations in the diameter of a fibre |
| US4673291A (en) * | 1984-07-12 | 1987-06-16 | U.S. Philips Corporation | Method of and device for measuring the attenuation in optical waveguides |
| CN107945159A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤几何参数和衰减系数集成测试的自动化控制系统 |
| CN115276793A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-11-01 | 深圳市子恒通讯设备有限公司 | 一种光纤通信测试方法、介质 |
| CN116895997A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-10-17 | 重庆大学 | 基于空芯光纤的f-p腔及其调试与使用系统和方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1254958A (en) * | 1968-06-21 | 1971-11-24 | Philips Electronic Associated | Checking variations in the diameter of a fibre |
| US4673291A (en) * | 1984-07-12 | 1987-06-16 | U.S. Philips Corporation | Method of and device for measuring the attenuation in optical waveguides |
| CN107945159A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤几何参数和衰减系数集成测试的自动化控制系统 |
| CN115276793A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-11-01 | 深圳市子恒通讯设备有限公司 | 一种光纤通信测试方法、介质 |
| CN116895997A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-10-17 | 重庆大学 | 基于空芯光纤的f-p腔及其调试与使用系统和方法 |
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