[發明專利]一種基于傾斜光纖光柵的光纖激光參數實時測量裝置

有效

• 申請號: 201810408683.2
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108398244B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 馬閻星;支冬;粟榮濤;馬鵬飛;肖虎;陶汝茂;吳堅;周樸
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;H01S3/00
• 代理公司: 43225 長沙國科天河知識產權代理有限公司
• 代理人: 董惠文

一種基于傾斜光纖光柵的光纖激光參數實時測量裝置，包括刻有傾斜光柵的光纖、1#光電探測器、2#光電探測器、1#偏振片、2#偏振片、信號處理器、耦合光纖以及光譜儀，刻有傾斜光柵的光纖的輸入端與待測激光器輸出尾纖熔接；通過刻有傾斜光柵的光纖中的傾斜光柵可以將光纖內傳輸的激光以一定比例經傾斜光柵反射光輸出面反射到光纖外側，通過光電探測器等探測反射到光纖外側的傾斜光柵反射光的特性，比如功率、光譜、偏振，即可反應出當前光纖內激光的各種參數。該方案可在高功率光纖激光器的工作過程中進行實時監測，無需在激光輸出端進行分光監測，系統結構簡單實用。

技術領域

本發明屬于光纖激光技術領域，尤其是涉及一種光纖激光參數實時測量裝置。

背景技術

光纖激光具有轉換效率高、光束質量好、操作簡單、性能穩定等優勢。目前已在工業加工、科學研究、國防醫療等領域獲得廣泛應用。

在某些應用場景中，當光纖激光器工作時需要實時監測輸出激光的功率、光譜、偏振態等光學參數。目前通常采用空間分光鏡或者光纖分束器分光方式獲得小部分光能量以實現光學參數的實時監測。

上述兩種方案在實現多參量測量時存在系統復雜、穩定性差等缺點。為此，亟需設計一種結構簡單、穩定并且能夠實現多參數同時測量的裝置。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提出一種基于傾斜光纖光柵的光學參數實時測量裝置，本裝置可在光纖激光器工作過程中實時監測激光器的功率、光譜、偏振態等三個參數，無需在激光輸出端搭建分光光路，可有效簡化光纖激光器參數測量裝置結構，提升其穩定性。

為實現本發明之目的，采用以下技術方案予以實現：

一種基于傾斜光纖光柵的光學參數實時測量裝置，包括刻有傾斜光柵的光纖、1#光電探測器、2#光電探測器、1#偏振片、2#偏振片、信號處理器、耦合光纖以及光譜儀，刻有傾斜光柵的光纖的輸入端與待測激光器輸出尾纖熔接。

1#光電探測器、2#光電探測器的感光面在同一平面上，兩個探測器分別探測兩個不同偏振態的激光能量。1#光電探測器、2#光電探測器其感光面前方分別設置有1#偏振片、2#偏振片。1#偏振片和2#偏振片偏振方向相互垂直。1#光電探測器、2#光電探測器以及耦合光纖其各自接收激光的一端均正對刻有傾斜光柵的光纖的傾斜光柵反射光輸出面，傾斜光柵反射光能夠有效覆蓋1#光電探測器、2#光電探測器以及耦合光纖其各自接收激光的一端端面，1#光電探測器、2#光電探測器其輸出信號線連接到信號處理器，耦合光纖的輸出激光的一端連接到光譜儀。本發明中：兩個探測器的感光面在同一平面上，兩個探測器分別探測兩個不同偏振態的激光能量，據此計算出當前傳輸激光的偏振態。

本發明中，所述刻有傾斜光柵的光纖中的傾斜光柵用于反射出光纖中傳輸的少量激光，使其由傾斜光柵反射光輸出面反射輸出。該光纖可采用普通商用光纖(如20/400雙包層光纖、6/125單模光纖等)進行傾斜光柵刻寫，其光纖型號由用戶根據待測光纖激光器輸出尾纖型號確定或在輸出尾纖上直接刻寫傾斜光柵。傾斜光柵的反射波長為待測光纖激光器輸出激光波長，傾斜光柵反射的光功率能夠滿足1#光電探測器、2#光電探測器和光譜儀的動態響應范圍要求。本發明中1#光電探測器、2#光電探測器的型號完全相同，感光面位于同一平面上?？逃袃A斜光柵的光纖是通過在光纖上進行傾斜光柵刻寫而成，在光纖上刻寫傾斜光柵時需確保傾斜光柵反射光與光纖間夾角大于30度。

本發明中，還包括機械固定架，刻有傾斜光柵的光纖、1#光電探測器、2#光電探測器以及耦合光纖均通過機械固定架支撐定位。機械固定架可采用普通金屬材料加工制作，機械固定架可以是同時固定有刻有傾斜光柵的光纖、1#光電探測器、2#光電探測器以及耦合光纖的一個架體，也可以是分別固定有刻有傾斜光柵的光纖、1#光電探測器、2#光電探測器以及耦合光纖的多個架體，其形式和具體的結構不限。