CN203011838U - 全光纤激光拉曼测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全光纤激光拉曼测量装置，包括光源、光纤隔离器、波分复用耦合器、双包层光纤、发射/接收器以及光谱分析仪；光纤隔离器设置在光源的出射光路上；光纤隔离器以及光谱分析仪分别通过波分复用耦合器以及双包层光纤接入发射/接收器；待测目标设置在发射/接收器的出射光路上。本实用新型提供了一种稳定性好、体积小以及结构简单的全光纤激光拉曼测试装置。

Description

全光纤激光拉曼测试装置

技术领域

本实用新型属于激光测量领域，涉及一种全光纤激光拉曼测量装置。

背景技术

激光拉曼技术已经广泛的应用于生物、医学、食品、科研等众多领域。目前的激光拉曼装置中，光源多采用固体激光器和半导体激光器，光路结构设计主要有两种：

（1）探测激光的传输、发射和信号光的接收为空间光路结构。这种系统采用光学元件来对探测激光的传输和发射进行控制，返回的信号光经过滤光片后通过光学接收系统被收集进入探测器。这种系统采用大量的机械调整装置和光学元件造成系统体积庞杂，同时不可避免地导致了整体的稳定性下降；

（2）在上述结构的基础上，采用光纤来替代空间光路，通过耦合装置将探测激光耦合进入光纤进行传输，经过发射装置后照射到目标上，通过接收装置将信号光耦合进入光纤，经过滤光片后通过光纤传输到探测器上进行测量。这种结构将原来在空间的激光传输过程在光纤中完成，减少了部分空间机械结构件和光学元件，提高了稳定性，但增加了激光耦合进入光纤的装置，并且系统的发射和接收仍然为分立的光学系统，需要2根以上的光纤，结构方面还是不够简洁、稳定。

总结上述两种光路结构，其共同的特点为发射和接收采用分立的光路、在信号光的接收光路上设置滤光片将残余探测光滤除、光路上都有复杂且稳定性较差的机械调整装置。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种稳定性好、体积小以及结构简单的全光纤激光拉曼测试装置。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种全光纤激光拉曼测试装置，其特殊之处在于：所述全光纤激光拉曼测试装置包括光源、光纤隔离器、波分复用耦合器、双包层光纤、发射/接收器以及光谱分析仪；所述光纤隔离器设置在光源的出射光路上；所述光纤隔离器以及光谱分析仪分别通过波分复用耦合器以及双包层光纤接入发射/接收器；待测目标设置在发射/接收器的出射光路上。

上述光源通过光纤接入光纤隔离器。

上述光源是光纤激光器、光纤耦合输出的半导体激光器或在光学领域常用的各种激光器。

本实用新型的优点是：

本实用新型中的利用双包层光纤作为传输光纤，该类型的光纤具有两个包层，传光的通道包括纤芯和内包层：纤芯直径较细、数值孔径较小，内包层直径较粗、数值孔径较大。根据双包层光纤的特点，纤芯直径细数值孔径小，采用纤芯传输探测激光能够保证其较好的激光模式；内包层直径粗数值孔径大，能够接收和传输更大孔径角的散射光信号，用来传输拉曼信号光。纤芯中探测激光和内包层中信号激光的传输方向在双包层光纤中是相反的，共用一根光纤，并且相互之间不干扰。本实用新型既充分满足了探测激光和信号光传输时对光纤的要求，又将两个光路通过一根光纤有机的结合在一起；全光纤结构，体积小，稳定性极高，免调试，免维护；本实用新型采用双包层光纤，实现了探测激光和信号光的共光纤传输，大大简化了系统的结构；同时，模式较好的探测激光约束在纤芯传输，较好的保持了激光模式，散射的拉曼信号光被接收耦合至多模的内包层中传输，可以接收更多的信号光；采用双包层光纤波分复用器，不使用滤光片也实现了滤波功能。本实用新型所提供的结构是全光纤结构、收发共光路、不采用滤光片滤光的激光拉曼测试装置，解决了背景技术中结构复杂、体积庞大、稳定性差等问题。

附图说明

图1是本实用新型所采用的双包层光纤的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的全光纤激光拉曼测试装置结构示意图；

1-光源；2-光纤隔离器；3-波分复用耦合器；4-双包层光纤；5-发射/接收器；6-待测目标；7-光谱分析仪。

具体实施方式

本实用新型中的关键技术在于巧妙的利用了双包层光纤作为传输光纤。如图1所示，该类型的光纤具有两个包层，传光的通道包括纤芯和内包层：纤芯直径较细、数值孔径较小；内包层直径较粗、数值孔径较大。根据双包层光纤的特点，纤芯直径细、数值孔径小，采用纤芯传输探测激光能够保证其较好的激光模式；内包层直径粗数值孔径大，能够接收和传输更大孔径角的散射光信号，用来传输拉曼信号光。纤芯中探测激光和内包层中信号激光的传输方向在双包层光纤中是相反的，共用一根光纤，并且相互之间不干扰。这个思路巧妙之处在于：既充分满足了探测激光和信号光传输时对光纤的要求，又将两个光路通过一根光纤有机的结合在一起。

参见图2，本实用新型提供了一种全光纤激光拉曼测试装置，该全光纤激光拉曼测试装置包括光源、光纤隔离器、波分复用耦合器、双包层光纤、发射/接收器以及光谱分析仪；光纤隔离器设置在光源的出射光路上；光纤隔离器以及光谱分析仪分别通过波分复用耦合器以及双包层光纤接入发射/接收器；待测目标设置在发射/接收器的出射光路上。双包层光纤两端分别接入发射/接收器5以及波分复用耦合器3；待测目标设置在发射/接收器5的出射光路上。

本实用新型的工作过程是：探测激光光源1采用光纤激光器或者光纤耦合输出的半导体激光器或其它类型的激光器，通过光纤和光纤隔离器2相连接，光纤隔离器2的作用在于将返回的激光隔住以保护光源1。通过光纤隔离器2后的探测激光进入双包层光纤波分复用耦合器3，波分复用耦合器3的作用在于可以将不同波长的光耦合在一起，反过来可以将不同波长的光分开。探测激光通过波分复用耦合器3后，进入双包层光纤4的纤芯中，向前传输通过光纤发射/接收器5后，准直/聚焦照射在待测目标6上，产生散射的拉曼信号光。拉曼信号光通过发射/接收器5进行收集，由于信号光为散射光，因此收集的大部分光耦合进入了双包层光纤的内包层中，反向传输至波分复用耦合器3，由于拉曼信号光的波长和探测激光的不同，因此通过波分复用耦合器3后信号光从b端口输出至高灵敏度光谱分析仪7中将信号数据分析出来，而残余探测激光则从a端口输出，被光纤隔离器2隔离。

Claims (2)

1.一种全光纤激光拉曼测试装置，其特征在于：所述全光纤激光拉曼测试装置包括光源、光纤隔离器、波分复用耦合器、双包层光纤、发射/接收器以及光谱分析仪；所述光纤隔离器设置在光源的出射光路上；所述光纤隔离器以及光谱分析仪分别通过波分复用耦合器以及双包层光纤接入发射/接收器；待测目标设置在发射/接收器的出射光路上。 

2.根据权利要求1所述的全光纤激光拉曼测试装置，其特征在于：所述光源通过光纤接入光纤隔离器。 

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