[發(fā)明專利]全光纖在線增益測(cè)量?jī)x

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710058516.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106802231B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝靜;王利;張志祥;張攀政;趙海文;周申蕾;馬偉新;朱儉;林尊琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種全光纖在線增益測(cè)量?jī)x，包括光纖激光器、光纖分束器、光發(fā)射器陣列、光接收器陣列、光纖合束器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)、外同步時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)開(kāi)關(guān)；待測(cè)放大器放置在所述的光發(fā)射器陣列和光接收器陣列之間，外同步時(shí)鐘信號(hào)，所述的觸發(fā)開(kāi)關(guān)的輸入端與外同步時(shí)鐘信號(hào)相連，該觸發(fā)開(kāi)關(guān)的輸出端分別與所述的光纖激光器和待測(cè)放大器的控制端相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高，相對(duì)已報(bào)道的全口徑測(cè)量?jī)x，避免了使用大口徑光束匹配望遠(yuǎn)鏡以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的濾波系統(tǒng)，并利用陣列發(fā)射、接收器以及時(shí)域復(fù)用技術(shù)避免了單點(diǎn)光探針測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于激光放大器增益分布及平均增益測(cè)量的全光纖在線增益測(cè)量?jī)x。其目的是摒棄常見(jiàn)全口徑測(cè)試系統(tǒng)的所采用的光束口徑匹配系統(tǒng)，簡(jiǎn)化放大器增益測(cè)試系統(tǒng)中濾除雜散光的方法，實(shí)現(xiàn)放大器增益性能的在線測(cè)量。

背景技術(shù)

放大器的增益特性包括平均增益系數(shù)、增益均勻性以及儲(chǔ)能效率。平均增益系數(shù)決定了放大器的放大能力。增益分布均勻性將影響放大輸出近場(chǎng)的均勻性。儲(chǔ)能效率則反映了放大器的性價(jià)比。儲(chǔ)能效率可以由放大器的平均增益系數(shù)推算出來(lái)。

當(dāng)前放大器增益性能的測(cè)試方法包括：(1)多點(diǎn)探針光束測(cè)量法以及(2)基于CCD的全口徑測(cè)量方法。方法(1)存在的主要缺點(diǎn)是：1)采用體光柵以及空間濾波器進(jìn)行雜散光的控制，體積龐大；2)全口徑增益性能的測(cè)試需要進(jìn)行多次掃描，不同發(fā)次之間不可避免地引入了能源模塊波動(dòng)等隨機(jī)因素的影響。方法(2)雖然避免了多次掃描引入的波動(dòng)，但是由于采用了大口徑擴(kuò)束系統(tǒng)進(jìn)行口徑匹配，采用空間濾波器結(jié)構(gòu)進(jìn)行雜散光控制，也具有體積龐大的缺點(diǎn)。上述兩種方法的結(jié)構(gòu)特征決定了其無(wú)法對(duì)在線狀態(tài)的放大器進(jìn)行增益性能評(píng)估，而必須將放大器從線上取下進(jìn)行獨(dú)立測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是改變雜散光控制方法，縮小測(cè)量系統(tǒng)的幾何尺寸、簡(jiǎn)化測(cè)量系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)放大器增益性能的在線測(cè)量。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種全光纖在線增益測(cè)量?jī)x，包括光纖激光器、光纖分束器、光發(fā)射器陣列、光接收器陣列、光纖合束器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)、外同步時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)開(kāi)關(guān)；

待測(cè)放大器放置在所述的光發(fā)射器陣列和光接收器陣列之間，外同步時(shí)鐘信號(hào)，所述的觸發(fā)開(kāi)關(guān)的輸入端與外同步時(shí)鐘信號(hào)相連，該觸發(fā)開(kāi)關(guān)的輸出端分別與所述的光纖激光器和待測(cè)放大器的控制端相連；

所述的光纖激光器的輸出脈沖激光通過(guò)分束器分成若干子光束，其中一束子光束作為參考光束作為觸發(fā)信號(hào)被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收，其余子光束作為探測(cè)光束注入所述的光發(fā)射器陣列，經(jīng)該光發(fā)射器陣列整形后入射到待測(cè)放大器，被放大后的探測(cè)光束入射到光接收器陣列后輸出的探測(cè)光束經(jīng)過(guò)光纖合束器時(shí)分復(fù)用為一個(gè)脈沖后被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收并傳輸至計(jì)算機(jī)。

所述的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到脈沖信號(hào)，所述的待測(cè)放大器的工作模式是充電后單次觸發(fā)放電，有匹配的外同步時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)開(kāi)關(guān)進(jìn)行協(xié)同工作，外同步時(shí)鐘信號(hào)和觸發(fā)開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)同時(shí)作為光纖激光器的觸發(fā)信號(hào)。

所述的光發(fā)射器陣列和光接收器陣列均由光纖準(zhǔn)直器構(gòu)成。

所述的光纖激光器的輸出波長(zhǎng)范圍從紅外到紫外。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)光纖準(zhǔn)直器能夠?qū)⒔^大部分的雜散光濾除，因而可以將雜散光控制到可忽略的水平，但沒(méi)有采用體積龐大的空間濾波器和體光柵，因此使整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的體積非常小巧。只要將光發(fā)射器陣列和光接收器陣列置于待測(cè)放大器通光口徑兩側(cè)，就可以實(shí)現(xiàn)放大器增益性能的在線測(cè)量，而無(wú)需將放大器從線上取下。

(2)由于發(fā)明中的光發(fā)射器陣列和光接收器陣列可以形成二維陣列，因此可以一次完成放大器全口徑增益性能的測(cè)量，避免了傳統(tǒng)多點(diǎn)測(cè)量方法中的多次掃描。因此顯著提升了測(cè)試效率。