[發明專利]測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置

有效

• 申請號: 201210359091.9
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102879093A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 黃文發;李學春;汪小超;王江峰;彭宇杰;張若凡;范興諾
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及光纖測量，特別是一種用于測量低溫條件下光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，該裝置的優點是溫度可控，調節簡單，結構緊湊，測量精度高。

背景技術

近些年來，隨著光纖傳輸容量及輸出功率日益增大，光纖激光器、光纖放大器、光纖濾波器、光纖傳感器等器件設計中，更多地考慮到非線性效應的作用。受激布里淵散射是一種光纖內發生的非常重要的非線性效應，由于其閾值較低，在光纖中極易產生，造成光纖系統中作為信號載體的入射光的能量損耗，并且其后向散射光有可能對光源造成損害，從而限制進入光纖功率及系統的傳輸距離。目前雖然常溫情況下光纖的受激布里淵散射已經得到了廣泛的關注,?并且其理論得到了很快的發展，但是光纖隨溫度場變化的受激布里淵散射的研究比較少；另外由于受激布里淵散射的增益譜很窄，用普通的光譜儀難以精確測量。

光外差探測技術最初用于外差探測,外差體現在:兩束波長相近的光波入射到光電探測器中,拍頻產生射頻信號,產生的射頻信號幅度由兩束光波的場矢量內積決定,頻率由兩束光之間的頻率差決定。光外差探測技術可用于測量高速光探測器頻率響應，激光器光譜線寬的精確測試，可調諧激光器調諧特性測量等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，該裝置最大的優點是光纖的溫度可精確控制，同時利用外差探測技術，提高增益譜測量精度，可以實現全光纖化，結構緊湊，調節簡單。?

本發明的技術解決方案如下：

一種測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，特點在于：該裝置包括連續光纖激光器、光纖隔離器、1×2光纖分束器、雙包層光纖放大器、光纖環行器、溫度控制系統、單模光纖、2×2端口3dB分束器、帶通濾波器、光電探測器、電譜分析儀，上述元部件的連接關系如下：

所述的連續光纖激光器的輸出端經光纖隔離器與所述1×2光纖分束器的輸入端相連，該1×2光纖分束器將注入的連續光分為兩個光束分別經第一輸出端和第二輸出端輸出：第一輸出端依次經所述的雙包層光纖放大器、光纖環行器與所述的單模光纖的一端相連，該單模光纖置于所述的溫度控制系統的真空盒體內，單模光纖的另一端經所述的光纖輸出端口再與所述的光纖環行器的另一端口相連；

所述的1×2光纖分束器第二輸出端接所述的2×2端口3dB分束器的第二輸入端，所述的2×2端口3dB分束器的第一輸入端與所述的光纖環行器的反向輸出端相連，所述的2×2端口3dB分束器的第二輸出端接所述的帶通濾波器的輸入端，所述的帶通濾波器的輸出端經所述的光電探測器接所述的電譜分析儀；

所述的溫度控制系統包括真空盒體、熱沉銅塊、溫度控制器、光纖輸入端口、光纖輸出端口、液氮杜瓦瓶以及液氮傳輸管道，所述的熱沉銅塊通過多個螺旋支桿懸掛在所述的真空盒體內，所述的單模光纖通過所述的光纖輸入端口進入真空盒體內并盤繞在所述的熱沉銅塊上，經所述的光纖輸出端口再與所述的光纖環行器的另一端口相連，所述的液氮杜瓦瓶通過液氮傳輸管道與所述的真空盒體相通。

所述的螺旋支桿的材質是聚四氟乙烯，用于支撐所述熱沉銅塊，隔絕所述熱沉銅塊與所述的真空盒體(61)的熱接觸。

所述的1×2光纖分束器的分束比是95:5。

所述的光纖隔離器是為了隔離反射光進入光纖激光器從而避免打壞光纖激光器。

所述的光纖環形器對反向傳輸光進行引導，將其與正向傳輸光從空間上分離開來，并從與另一端口輸出。

所述的帶通濾波器是消除所述的雙包層光纖放大器的自發輻射噪聲。

所述的電譜分析儀用于測量受激布里淵散射增益譜。

本發明的優點在于：

1、本發明可實現全光纖化，結構緊湊，易于調整；

2、本發明利用光外差探測技術，提高了光譜測量的分辨率，可使得分辨率<5MHz,只需使用普通的電譜分析儀就能滿足測量受激布里淵散射增益譜的需求；

3、本發明可以精確控制光纖的溫度，控制精度達到±1℃。

附圖說明

圖1是本發明測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置的結構示意圖。

圖中：

1－連續光纖激光器；2－光纖隔離器；3－1×2光纖分束器；4－雙包層光纖放大器；5－光纖環形器；6－溫度控制系統；7－單模光纖；8－2×2端口3db分束器；9－帶通濾波器；10－光電探測器；11－電譜分析儀。

圖2是低溫真空盒結構的正視剖面圖。

圖中：