[發(fā)明專利]基于線性腔光纖激光器的雙光纖光柵探針微尺度測量裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510109827.0
• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN104677285A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔繼文;馮昆鵬;胡洋;譚久彬
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種基于線性腔光纖激光器的雙光纖光柵探針微尺度測量裝置，包括泵浦源(1)、波分復(fù)用器(2)、單芯光纖光柵(3)、摻鉺光纖(4)、多路光開關(guān)(5)、外部參考光柵(6)、單模光纖A(7a)、單模光纖B(7b)、探針夾持器(8)、雙光纖光柵探針(9)、隔離器(10)、光譜分析儀(11)、計算機(12)；所述計算機(12)控制多路光開關(guān)(5)切換光路，泵浦源(1)通過波分復(fù)用器(2)的一個端口和由單芯光纖光柵(3)、摻鉺光纖(4)和外部參考光柵(6)或由單芯光纖光柵(3)、摻鉺光纖(4)和雙光纖光柵探針(9)構(gòu)成的線性諧振腔相連，波分復(fù)用器(2)的另一個端口經(jīng)過隔離器(10)與光譜分析儀(11)、計算機(12)連接形成通路；其特征在于：單模光纖A(7a)和單模光纖B(7b)分別將多路光開關(guān)(5)與雙光纖光柵探針(9)連通，雙光纖光柵探針(9)通過探針夾持器(8)固裝，所述的雙光纖光柵探針(9)中的光纖光柵和所述的外部參考光柵(6)通過多路光開關(guān)(5)切換分別作為線性腔光纖激光器的波長選擇器件；所述外部參考光柵(6)的初始中心波長λ₁、雙光纖光柵探針(9)中光纖光柵的初始中心波長λ₂與單芯光纖光柵(3)的初始中心波長λ₃需滿足雙光纖光柵探針(9)微尺度測量裝置及方法的線性輸出響應(yīng)工作條件：0.8Δλ12+Δλ328ln2≤|λ1-λ3|≤1.2Δλ12+Δλ328ln2]]>和0.8Δλ22+Δλ328ln2≤|λ2-λ3|≤1.2Δλ22+Δλ328ln2.]]>

2.一種基于線性腔光纖激光器的雙光纖光柵探針微尺度測量方法，其特征在于：所述方法是：計算機控制多路光開關(guān)切換光路，泵浦源提供泵浦光，通過波分復(fù)用器的一個端口進(jìn)入由單芯光纖光柵、摻鉺光纖和外部參考光柵或由單芯光纖光柵、摻鉺光纖和雙光纖光柵探針構(gòu)成的線性諧振腔中激發(fā)鉺離子產(chǎn)生受激輻射光，并在諧振腔內(nèi)多次反射得到增強；當(dāng)輻射光在諧振腔中的一個振蕩周期內(nèi)所獲得的增益大于損耗時，產(chǎn)生窄線寬的激光，產(chǎn)生的激光從波分復(fù)用器的另一個端口輸出，并被光譜分析儀檢測到輸出激光的波長，傳輸至計算機中；當(dāng)雙光纖光柵探針與待測構(gòu)件發(fā)生觸測時，雙光纖光柵探針內(nèi)的光纖光柵的反射光譜中心波長將會發(fā)生偏移，從而改變輸出激光波長，在計算機控制下通過切換多路光開關(guān)，利用光譜分析儀檢測雙光纖光柵探針中兩根光纖光柵和外部參考光柵分別作為波長選擇器件時輸出激光中心波長；數(shù)據(jù)處理中，當(dāng)雙光纖光柵探針中的兩根光纖光柵分別作為線性腔光纖激光器波長選擇器件時，線性腔光纖激光器輸出激光波長做差分?jǐn)?shù)據(jù)處理，解耦一維徑向觸測位移和溫漂；當(dāng)雙光纖光柵探針中的兩根光纖光柵分別作為線性腔光纖激光器波長選擇器件時線性腔光纖激光器輸出激光波長平均值和外部參考光柵作為線性腔光纖激光器波長選擇器件時線性腔光纖激光器輸出激光波長做差分?jǐn)?shù)據(jù)處理，獲得無徑向觸測位移和溫漂耦合的軸向觸測位移，實現(xiàn)無溫度耦合的二維微尺度測量。