[發明專利]一種基于摻鉺光纖激光器的調Q特性的檢測方法

有效

• 申請號: 201710121612.X
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106768898B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 呂辰剛;張帥;方干;鮑志強;高爽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于摻鉺光纖激光器的調Q特性的檢測方法，包括：調節980nm泵浦光源，使其輸出功率達到270mW；在光譜儀上面獲取此時從波分復用器一端輸出的光信號，并調節光譜儀的分辨率，以便能夠清晰地看到光譜圖，同時計算此時的信噪比以及20dB帶寬；在與光電轉換器輸出端相連的示波器上面進行微調，使得示波器上可以清晰地顯示至少10個周期的連續脈沖序列，并計算出此時的脈沖周期與脈沖的重復率，從而檢測出此調Q脈沖的穩定性；在示波器上面調節旋鈕，使得示波器顯示屏上面只出現一個脈沖，此時可以精確地測得每個脈沖的脈寬，從而檢測出此調Q脈沖輸出信號所具有的窄帶寬性。

技術領域

本發明涉及一種光纖激光器的調Q特性的檢測方法，屬于光纖通信領域。

背景技術

調Q是用開關積聚和抽取激光腔內光子獲取高峰值功率大能量激光脈沖的技術，調激光脈沖在測距、加工、通信、醫療以及國防軍工等領域具有極其重要的應用。迄今，人們已能在眾多種類激光器中獲得調激光脈沖，輸出脈沖寬度和重復率分別在ns至us量級、Hz至MHz量級，單脈沖能量已高達焦耳量級。

但是，在涉及光與物質相互作用的光譜分析與基于相干原理的傳感檢測等精密測量應用中，不僅要求調激光脈沖具有大能量，同時還要求調激光脈沖具有單縱模窄線寬特性，即單縱模單頻調激光脈沖。

光纖激光器是新一代固體激光器，以稀土摻雜玻璃光纖作為增益介質，使得其增益譜比傳統塊狀摻雜晶體的增益譜要寬得多，這大大提高了激光波長選擇的靈活性。并且，摻雜光纖的比表面積大，利于散熱，避免了傳統固體激光器所需的復雜熱管理系統。此外，光纖的波導傳輸特點還使光纖激光器具有光束質量好、轉換效率高等一系列優勢，正因為如此，光纖激光器巳成為當今和未來激光技術的一個重要研究方向，而單縱模調光纖激光器則因調激光脈沖的重大應用需求而倍受關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種檢測摻鉺光纖激光器的輸出光信號的調Q特性的方法，能夠在不加任何外部的聲光調制器的情況下檢測包括調Q脈沖輸出信號的穩定性、窄線寬性、單縱模性以及隨泵浦功率變化的特性。技術要點如下：

一種基于摻鉺光纖激光器的調Q特性的檢測方法，采用的裝置包括980nm泵浦光源、波分復用器、光隔離器、偏振控制器、起偏器、光電轉換器、頻譜分析儀、示波器以及光譜儀和摻鉺光纖激光器，泵浦光源為980nm的半導體激光器，其生成的泵浦光，由波分復用器的980nm端口進入到980nm/1550nm波分復用器，再由波分復用器的公共端口進入到摻鉺光纖激光器中，1550nm附近的激光由摻鉺光纖激光器的布拉格光柵末端射出，返回波分復用器的1550nm端口后輸出到光隔離器，通過調整偏振控制器和起偏器，使兩組激光信號具有相同的偏振方向，獲得的較強的激光信號由光譜儀進行數據的采集，此兩組激光信號進入光電轉換器中完成光電轉換，并進行拍頻，并由射頻頻譜分析儀和示波器記錄拍頻信號的變化。此檢測方法包括下面的步驟：

(1)調節980nm泵浦光源，使其輸出功率達到270mW；

(2)在光譜儀上面獲取此時從波分復用器一端輸出的光信號，并調節光譜儀的分辨率，以便能夠清晰地看到光譜圖，同時計算此時的信噪比以及20dB帶寬；

(3)在與光電轉換器輸出端相連的示波器上面進行微調，使得示波器上可以清晰地顯示至少10個周期的連續脈沖序列，并計算出此時的脈沖周期與脈沖的重復率，從而檢測出此調Q脈沖的穩定性；

(4)在示波器上面調節旋鈕，使得示波器顯示屏上面只出現一個脈沖，此時可以精確地測得每個脈沖的脈寬，從而檢測出此調Q脈沖輸出信號所具有的窄帶寬性；

(5)在與光電轉換器輸出端相連的射頻頻譜分析儀上面進行微調，使得頻譜儀顯示屏上面可以清晰地顯示此時輸出光信號的頻譜特性，包括此時的信噪比以及整個頻域內的頻帶的個數，從而檢測出此調Q脈沖輸出的單縱模性；