[發(fā)明專利]一種高功率光纖激光器用低反光柵反射率精確測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610701948.9
• 申請(qǐng)日: 2016-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN107764514A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈華;葛詩雨;朱日宏;韓志剛;湯亞洲;尹路;孟令強(qiáng);李雪;李登科;黃哲強(qiáng);閆明鑒;張秋庭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 朱沉雁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高功率光纖激光器領(lǐng)域，具體涉及一種高功率光纖激光器用低反光柵反射率精確測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

隨著高功率光纖激光器技術(shù)的發(fā)展，單模激光器的輸出功率已經(jīng)達(dá)到千瓦量級(jí)，多模的輸出功率也達(dá)到了萬瓦量級(jí)，在工業(yè)生產(chǎn)、激光醫(yī)療及國(guó)防領(lǐng)域方面，高功率光纖激光器的應(yīng)用也越來越廣泛。

雙包層光纖光柵是高功率光纖激光器的核心器件之一，一般通過相位掩模法或者飛秒激光法進(jìn)行刻寫。通常使用一對(duì)光纖光柵作為高功率光纖激光器的諧振腔，其中一只光纖光柵是反射率超過99％的高反射率光纖光柵，另一只是反射率在8％～15％之間的低反射率光纖光柵。低反射率光纖光柵作為諧振腔的輸出端，其反射率、半高寬、邊模抑制比等參數(shù)對(duì)于高功率光纖激光器的輸出功率、帶寬、光束質(zhì)量具有非常大的影響。其中反射率的測(cè)量更加基本，因此精確測(cè)量低反射率光纖光柵的反射率對(duì)于高功率光纖激光器的技術(shù)發(fā)展有著重要意義。

一般測(cè)量光纖光柵的反射率都是基于反射譜進(jìn)行計(jì)算，為獲取光纖光柵的透射譜，通常采用寬帶光源或者可調(diào)諧激光器作為光源，通過單次測(cè)量或者波長(zhǎng)掃描獲得透射譜進(jìn)而計(jì)算出反射率R，公式為其中T_dB為透射譜谷的深度。由于高功率光纖激光器使用的低反射率光纖光柵反射率在8％-15％之間，根據(jù)計(jì)算公式T_dB值較小，應(yīng)在0.36dB～0.7dB之間。由于光源的不平坦度及功率抖動(dòng)和讀數(shù)誤差，T_dB無法精確獲得，若有一低反射率光纖光柵的反射率為10％，它的T_dB應(yīng)為0.46dB，若T_dB存在±0.1dB的誤差，則反射率相對(duì)誤差為20.8％％和20.4％，可見該方法誤差較大，根據(jù)透射譜無法準(zhǔn)確測(cè)得低反光柵的反射率。

目前高功率光纖激光器采用的都是雙包層光纖，雙包層光纖作為一種大模場(chǎng)特種光纖，它能傳輸多個(gè)模式的光。以nurfern公司20/400光纖為例，它既能傳輸基模LP₀₁的光，也能傳輸高階模LP₁₁的光。高功率光纖激光器要求的低反射率 光纖光柵8％～15％的反射率是對(duì)基模光的反射率，高階模的存在對(duì)光纖光柵的光譜影響較大，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，若測(cè)試雙包層光纖光柵時(shí)不去除高階模的影響，將引入較大的測(cè)量誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高功率光纖激光器用低反光柵反射率精確測(cè)量裝置，克服了由于高階模存在而導(dǎo)致存在測(cè)量誤差的影響，根據(jù)反射譜計(jì)算反射率時(shí)以光從光纖通過平整切割面到達(dá)空氣中時(shí)擁有的固定反射率值為基準(zhǔn)，大大提高了測(cè)量的精確性。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種高功率光纖激光器用低反光柵反射率精確測(cè)量裝置，包括寬帶光源、單模環(huán)形器、模場(chǎng)匹配器、第一法蘭盤、第二法蘭盤、繞線柱、光譜儀和低反射率光纖光柵，所述寬帶光源的輸出端通過第一法蘭盤與單模環(huán)形器的1端口連接，單模環(huán)形器的3端口與光譜儀連接，單模環(huán)形器的2端口通過第二法蘭盤與模場(chǎng)匹配器的單模端連接，模場(chǎng)匹配器的多模端與低反射率光纖光柵的一端熔接，低反射率光纖光柵另一端盤繞在繞線柱上。

所述寬帶光源波長(zhǎng)范圍為1035-1550nm，輸出端為FC/APC接口。

所述單模環(huán)形器的接口類型均為FC/APC接口。

所述模場(chǎng)匹配器的單模端為熔接了FC/APC接口的HI1060單模光纖，用于連接第二法蘭盤，多模端為20/400、0.46NA雙包層光纖。

所述第一法蘭盤和第二法蘭盤均采用FC型。

所述繞線柱直徑為67mm～80mm。

所述光譜儀的測(cè)量范圍為600-1700nm、最高分辨率為0.02nm。

所述低反射率光纖光柵的反射率為8％～15％，纏繞在繞線柱上的一端的端面為平整切割面。

所述低反射率光纖光柵的平整切割面通過光纖切割刀實(shí)現(xiàn)，切割角度通過光纖熔接機(jī)觀察獲得，切割角度應(yīng)小于0.5°。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：(1)加入了模場(chǎng)匹配器和繞線柱，去除了高階模對(duì)低反射率光纖光柵反射率測(cè)量的影響。

(2)通過單模環(huán)形器，獲得反射譜，能夠更加精確的測(cè)量得到低反射率光纖光柵的反射率。

(3)連接方式為通過光纖快接頭連接，使用方便，易于拆卸，能進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的高功率光纖激光器用低反光柵反射率精確測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。