CN211784213U - 一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，包括：第一单模泵浦激光器，第二单模泵浦激光器，光纤合束器、第一光纤耦合器、绿光探测激光器、待测增益光纤、光学滤波模块和光功率计；所述第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光器分别与光纤合束器的两个输入端信号光纤通过纤芯对准方式进行熔接，通过光纤合束器输出端光纤汇成一束高功率密度泵浦光，所述光纤合束器发出的高功率密度泵浦光与所述绿光探测激光器发出的探测光在所述第一光纤耦合器处合成，得到合束光，所述合束光沿着所述待测增益光纤传输，在所述合束光的光路上还依次设置有所述光学滤波模块和所述光功率计。能够快速、准确地检测增益光纤光致暗化效应。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置。
背景技术
随着光纤技术的快速发展，研究发现光致暗化效应发生在掺镱光纤纤芯区，且与泵浦强度有关，通过监测633nm波长处的功率随时间变化情况实现光致暗化效应的快速标定。
但是现有技术中的相关测试装置或系统中的测试装置或系统均采用自由空间光路，易受外界环境的影响，造成测试不稳定，重复性差。
因此如何更准确的实现增益光纤光致暗化测试，已经成为业界亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。
第一方面，本实用新型实施例提供一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，包括：
第一单模泵浦激光器，第二单模泵浦激光器，光纤合束器、第一光纤耦合器、绿光探测激光器、待测增益光纤、光学滤波模块和光功率计；所述第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光器分别与光纤合束器的两个输入端信号光纤通过纤芯对准方式进行熔接，通过光纤合束器输出端光纤汇成一束高功率密度泵浦光，所述光纤合束器发出的高功率密度泵浦光与所述绿光探测激光器发出的探测光在所述第一光纤耦合器处合成，得到合束光，所述合束光沿着所述待测增益光纤传输，在所述合束光的光路上还依次设置有所述光学滤波模块和所述光功率计；
其中，所述光学滤波模块用于滤除未被待测增益光纤吸收的泵浦光；
其中，所述光功率计用于检测所述合束光中探测光的功率，以实现增益光纤光致暗化效应测试。
更具体的，所述光学滤波模块具体包括：第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体；
所述待测增益光纤的一端与第二光纤耦合器的输入端信号光纤相熔接，所述第二光纤耦合器的输出端信号光纤与第三光纤耦合器的输入端信号光纤相连；第二光纤耦合器的输出端泵浦光纤和第一泵浦光吸收体相连，第三光纤耦合器的输出端泵浦光纤与第二泵浦光吸收体相连；
其中，所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体用于吸收未被待测增益光纤吸收的泵浦光。
更具体的，所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体的材质均为热电系数高的铋；
所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体用于将残余的泵浦光转化为热辐射吸收掉。
更具体的，所述绿光探测激光器的尾纤芯包直径为4/125μm~8/125μm，中心波长为450nm，光谱谱宽为1nm，输出功率不小于100mW，长期功率稳定性为±1%。
更具体的，所述第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光的尾纤芯包直径均为4/125μm~8/125μm，中心波长为972~978nm或者910~920nm，光谱谱宽为0.5nm，输出功率不小于500mW。
更具体的，所述光纤合束器的尾纤芯包直径为4/125μm，工作波长为950~1000nm，插入损耗为0.1dB，耦合效率大于99%，承受功率不小于3W。
更具体的，所述第一光纤耦合器、第二光纤耦合器和第三光纤耦合器工作波长均为976nm和450nm，信号端对泵浦端隔离度大于30dB，所述第一光纤耦合器用于泵浦光和探测光的耦合，所述第二光纤耦合器和第三光纤耦合器用于泵浦光和探测光的分离。
更具体的，所述光功率计为光电二极管传感器，在探测波长处的探测精度为±1%，测量范围为1nW~1W。
本实用新型实施例提供的一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，通过采用了两个单模泵浦激光器合成一束高功率密度泵浦光的泵浦源模块，有效提高了泵浦功率密度，获得高的、均匀的粒子数反转水平，粒子数反转水平高达50%，这样高的粒子数反转水平可以加快增益光纤暗化，缩短时间，提高测试效率，均匀的粒子数反转水平使得测试结果不受到光纤长度的影响，具有良好的重复性，同时，实现了测试装置的全光纤化结构，连续稳定测试时间长，抗干扰能力强，测试精度高，可以满足不同规格的增益光纤光致暗化测试要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例中所描述的基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置结构示意图；
图2为本实用新型一实施例所描述的四种不同工艺条件制作的20/130μm增益光纤的光致暗化测试结果图；
图3为本实用新型一实施例所描述的同一段20/130μm待测增益光纤的连续测试三次的结果图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型一实施例中所描述的基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置结构示意图，如图1所示，包括：第一单模泵浦激光器110，第二单模泵浦激光器120，光纤合束器130、第一光纤耦合器140、绿光探测激光器150、待测增益光纤160、光学滤波模块170和光功率计180；所述第一单模泵浦激光器110和第二单模泵浦激光器120分别与光纤合束器130的两个输入端信号光纤通过纤芯对准方式进行熔接，通过光纤合束器130输出端光纤汇成一束高功率密度泵浦光，所述光纤合束器130发出的高功率密度泵浦光与所述绿光探测激光器150发出的探测光在所述第一光纤耦合器140处合成，得到合束光，所述合束光沿着所述待测增益光纤160传输，在所述合束光的光路上还依次设置有所述光学滤波模块170和所述光功率计180；其中，所述光学滤波模块170用于滤除未被待测增益光纤吸收的泵浦光；光学滤波模块170中具体包括：第二光纤耦合器1710、第三光纤耦合器1720、第一泵浦光吸收体1730和第二泵浦光吸收体1740；其中，所述光功率计180用于检测所述合束光中探测光的功率，以实现增益光纤光致暗化效应测试。
具体的，本实用新型实施例中带第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光器分别与光纤合束器的两个输入端信号光纤通过纤芯对准方式进行熔接，通过光纤合束器输出端光纤汇成一束高功率密度的泵浦光，注入光纤纤芯中，用于获得高的、均匀的粒子数反转水平，提高测试效率和重复性。
该高功率密度泵浦光与绿光激光器发出的探测光在第一光纤耦合器处汇聚，得到合束光，汇聚后注入到待测增益光纤纤芯中，该合束光中包含绿光探测激光器发出的探测光和高功率密度泵浦光；当高功率密度的泵浦光被待测增益光纤吸收并诱导待测增益光纤可能发生某些元素能级跃迁以及多光子吸收，引发光致暗化效应，所述光学滤波模块用于吸收未被待测增益光纤吸收的泵浦光，由光致暗化效应引起的附加损耗最先发生在绿光探测波长处，绿光探测光经过待测增益光纤后，到达光功率计，通过监测待测增益光纤随纤芯泵浦作用时间增加而绿光功率减小的变化情况，实现增益光纤光致暗化效应的快速检测。
本实用新型实施例通过采用了两个单模泵浦激光器合成一束高功率密度泵浦光的泵浦源模块，有效提高了泵浦功率密度，获得高的、均匀的粒子数反转水平，粒子数反转水平高达50%，这样高的粒子数反转水平可以加快增益光纤暗化，缩短时间，提高测试效率，均匀的粒子数反转水平使得测试结果不受到光纤长度的影响，具有良好的重复性，同时，实现了测试装置的全光纤化结构，连续稳定测试时间长，抗干扰能力强，测试精度高，可以满足不同规格的增益光纤光致暗化测试要求。
所述光学滤波模块具体包括：第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体；
所述待测增益光纤的一端与第二光纤耦合器的输入端信号光纤相熔接，所述第二光纤耦合器的输出端信号光纤与第三光纤耦合器的输入端信号光纤相连；第二光纤耦合器的输出端泵浦光纤和第一泵浦光吸收体相连，第三光纤耦合器的输出端泵浦光纤与第二泵浦光吸收体相连；
其中，所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体用于吸收未被待测增益光纤吸收的泵浦光。
所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体的材质均为热电系数高的铋；
所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体用于将残余的泵浦光转化为热辐射吸收掉。
具体的，未被增益光纤吸收的泵浦光通过第二光纤耦合器泵浦端、第一泵浦光吸收体进行一级滤除，一级残余的泵浦光再通过第三光纤耦合器泵浦端、第二泵浦光吸收体进行二级滤除，避免残留的泵浦光对测试结果造成影响。
本实用新型实施例中所描述的第二光纤耦合器和第三光纤耦合器的作用与第一光纤耦合器的作用正好相反，其用于实现分束效果。
在上述实施例的基础上，所述绿光探测激光器的尾纤芯包直径为4/125μm~8/125μm，中心波长为450nm，光谱谱宽为1nm，输出功率不小于100mW，长期功率稳定性为±1%。
所述第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光的尾纤芯包直径均为4/125μm~8/125μm，中心波长为972~978nm或者910~920nm，光谱谱宽为0.5nm，输出功率不小于500mW。
所述光纤合束器的尾纤芯包直径为4/125μm，工作波长为950~1000nm，插入损耗为0.1dB，耦合效率大于99%，承受功率不小于3W。
所述第一光纤耦合器、第二光纤耦合器和第三光纤耦合器工作波长均为976nm和450nm，信号端对泵浦端隔离度大于30dB，所述第一光纤耦合器用于泵浦光和探测光的耦合，所述第二光纤耦合器和第三光纤耦合器用于泵浦光和探测光的分离。
本实用新型实施例中描述的光电功率计为光电二极管传感器，在探测波长处的探测精度为±1%，测量范围为1nW~1W，用于将探测光转换为电信号进行后面的数据处理。
在本实用新型另一实施例中，以芯包直径20/130μm待测增益光纤为例，带尾纤的976nm第一单模泵浦激光器和976nm第二单模泵浦激光器分别与光纤合束器的两个输入端信号光纤通过纤芯对准方式进行熔接，光纤合束器输出端光纤与第一光纤耦合器的输入端泵浦光纤相熔接，带尾纤的绿光探测激光器与第一光纤耦合器的输入端信号光纤相熔接，第一光纤耦合器的输出端信号光纤与待测20/130μm增益光纤一端相熔接，待测20/130μm增益光纤的另一端与第二光纤耦合器的输出端信号光纤相熔接，其中，第一光纤耦合器和第二光纤耦合器输出尾纤均为无源匹配光纤，第二光纤耦合器的输出端信号光纤与第三光纤耦合器的输入端信号光纤相连，探测光沿着第三光纤耦合器的输出端信号光纤进入光功率计中，第二光纤耦合器的输出端泵浦光纤与第一泵浦光吸收体相连，第三光纤耦合器的输出端泵浦光纤与第二泵浦光吸收体相连。
按照上述的全光纤光路连接好之后，依次打开450nm绿光探测激光器、光功率计，待稳定15分钟后，观察到光功率计采集的绿光功率数据，再同时打开976nm第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光器，同时可监测待测控制系统采集随时间变化的功率数据并处理。图2为本实用新型一实施例所描述的四种不同工艺条件制作的20/130μm增益光纤的光致暗化测试结果图，如图2所示，通过四种不同工艺条件制作四种20/130μm增益光纤，得到样品1、样品2、样品3和样品4，探测光功率下降百分比越小，则表明增益光纤光致暗化效应越严重，图3为本实用新型一实施例所描述的同一段20/130μm待测增益光纤的连续测试三次的结果图，如图3所示，三次测试结果仅差1.5%以内。
本实用新型实施例采用纤芯泵浦方式，整个测试时间仅为1000s，相比于现有技术，测试速度快，时间短，效率高，并且能够区分不同样品的光致暗化程度，结果具有良好的重复性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，包括：第一单模泵浦激光器，第二单模泵浦激光器，光纤合束器、第一光纤耦合器、绿光探测激光器、待测增益光纤、光学滤波模块和光功率计；
所述第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光器通过光纤合束器汇成一束高功率密度的泵浦光，所述光纤合束器发出的高功率密度泵浦光与所述绿光探测激光器发出的探测光在所述第一光纤耦合器处合成，得到合束光，所述合束光沿着所述待测增益光纤传输，在所述合束光的光路上还依次设置有所述光学滤波模块和所述光功率计；
其中，所述光学滤波模块用于滤除未被待测增益光纤吸收的泵浦光；
其中，所述光功率计用于检测所述合束光中探测光的功率，以实现增益光纤光致暗化效应测试。
2.根据权利要求1所述基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，所述光学滤波模块具体包括：第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体；
所述待测增益光纤的一端与第二光纤耦合器的输入端信号光纤相熔接，所述第二光纤耦合器的输出端信号光纤与第三光纤耦合器的输入端信号光纤相连；第二光纤耦合器的输出端泵浦光纤和第一泵浦光吸收体相连，第三光纤耦合器的输出端泵浦光纤与第二泵浦光吸收体相连；
其中，所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体用于吸收未被待测增益光纤吸收的泵浦光。
3.根据权利要求2所述基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体的材质均为热电系数高的铋；
所述第一泵浦光吸收体和第二泵浦光吸收体用于将残余的泵浦光转化为热辐射吸收掉。
4.根据权利要求1所述基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，所述绿光探测激光器的尾纤芯包直径为4/125μm~8/125μm，中心波长为450nm，光谱谱宽为1nm，输出功率不小于100mW，长期功率稳定性为±1%。
5.根据权利要求1所述基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，所述第一单模泵浦激光器和第二单模泵浦激光器的尾纤芯包直径均为4/125μm~8/125μm，中心波长为972~978nm或者910~920nm，光谱谱宽为0.5nm，输出功率不小于500mW。
6.根据权利要求1所述基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，所述光纤合束器的尾纤芯包直径为4/125μm，工作波长为950~1000nm，插入损耗为0.1dB，耦合效率大于99%，承受功率不小于3W。
7.根据权利要求2所述基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，所述第一光纤耦合器、第二光纤耦合器和第三光纤耦合器工作波长均为976nm和450nm，信号端对泵浦端隔离度大于30dB，所述第一光纤耦合器用于泵浦光和探测光的耦合，所述第二光纤耦合器和第三光纤耦合器用于泵浦光和探测光的分离。
8.根据权利要求1所述基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置，其特征在于，所述光功率计为光电二极管传感器，在探测波长处的探测精度为±1%，测量范围为1nW~1W。
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|---|---|---|---|
| CN202022053487.3U CN211784213U (zh) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | 一种基于纤芯泵浦的增益光纤光致暗化测试装置 |
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| CN211784213U true CN211784213U (zh) | 2020-10-27 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114486174A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-05-13 | 武汉思创精密激光科技有限公司 | 一种合束器测试装置及方法 |
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2020
- 2020-09-18 CN CN202022053487.3U patent/CN211784213U/zh active Active
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