一種測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，其構(gòu)成包括連續(xù)光纖激光器、光纖隔離器、1×2光纖分束器、雙包層光纖放大器、光纖環(huán)行器、溫度控制系統(tǒng)、單模光纖、2×2端口3dB分束器、帶通濾波器、光電探測器、電譜分析儀。本發(fā)明專利技術(shù)利用液氮對光纖進行溫度可控的制冷，并采取光外差探測技術(shù)測量光纖中受激布里淵散射增益譜，可提高測量精度。本發(fā)明專利技術(shù)具有可實現(xiàn)全光纖化，溫度可控，結(jié)構(gòu)緊湊，測量精度高的特點。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光纖測量，特別是一種用于測量低溫條件下光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，該裝置的優(yōu)點是溫度可控，調(diào)節(jié)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，測量精度高。
技術(shù)介紹
近些年來，隨著光纖傳輸容量及輸出功率日益增大，光纖激光器、光纖放大器、光纖濾波器、光纖傳感器等器件設(shè)計中，更多地考慮到非線性效應(yīng)的作用。受激布里淵散射是一種光纖內(nèi)發(fā)生的非常重要的非線性效應(yīng)，由于其閾值較低，在光纖中極易產(chǎn)生，造成光纖系統(tǒng)中作為信號載體的入射光的能量損耗，并且其后向散射光有可能對光源造成損害，從而限制進入光纖功率及系統(tǒng)的傳輸距離。目前雖然常溫情況下光纖的受激布里淵散射已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注，并且其理論得到了很快的發(fā)展，但是光纖隨溫度場變化的受激布里淵 散射的研究比較少；另外由于受激布里淵散射的增益譜很窄，用普通的光譜儀難以精確測 量。光外差探測技術(shù)最初用于外差探測，外差體現(xiàn)在兩束波長相近的光波入射到光電探測器中，拍頻產(chǎn)生射頻信號，產(chǎn)生的射頻信號幅度由兩束光波的場矢量內(nèi)積決定，頻率由兩束光之間的頻率差決定。光外差探測技術(shù)可用于測量高速光探測器頻率響應(yīng)，激光器光譜線寬的精確測試，可調(diào)諧激光器調(diào)諧特性測量等。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，該裝置最大的優(yōu)點是光纖的溫度可精確控制，同時利用外差探測技術(shù)，提高增益譜測量精度，可以實現(xiàn)全光纖化，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)簡單。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案如下 一種測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，特點在于該裝置包括連續(xù)光纖激光器、光纖隔離器、IX2光纖分束器、雙包層光纖放大器、光纖環(huán)行器、溫度控制系統(tǒng)、單模光纖、2X2端口 3dB分束器、帶通濾波器、光電探測器、電譜分析儀，上述元部件的連接關(guān)系如下 所述的連續(xù)光纖激光器的輸出端經(jīng)光纖隔離器與所述1X2光纖分束器的輸入端相連,該1X2光纖分束器將注入的連續(xù)光分為兩個光束分別經(jīng)第一輸出端和第二輸出端輸出第一輸出端依次經(jīng)所述的雙包層光纖放大器、光纖環(huán)行器與所述的單模光纖的一端相連，該單模光纖置于所述的溫度控制系統(tǒng)的真空盒體內(nèi)，單模光纖的另一端經(jīng)所述的光纖輸出端口再與所述的光纖環(huán)行器的另一端口相連； 所述的1X2光纖分束器第二輸出端接所述的2X2端口 3dB分束器的第二輸入端，所述的2X2端口 3dB分束器的第一輸入端與所述的光纖環(huán)行器的反向輸出端相連,所述的2X2端口 3dB分束器的第二輸出端接所述的帶通濾波器的輸入端，所述的帶通濾波器的輸出端經(jīng)所述的光電探測器接所述的電譜分析儀；所述的溫度控制系統(tǒng)包括真空盒體、熱沉銅塊、溫度控制器、光纖輸入端口、光纖輸出端口、液氮杜瓦瓶以及液氮傳輸管道，所述的熱沉銅塊通過多個螺旋支桿懸掛在所述的真空盒體內(nèi)，所述的單模光纖通過所述的光纖輸入端口進入真空盒體內(nèi)并盤繞在所述的熱沉銅塊上，經(jīng)所述的光纖輸出端口再與所述的光纖環(huán)行器的另一端口相連，所述的液氮杜瓦瓶通過液氮傳輸管道與所述的真空盒體相通。所述的螺旋支桿的材質(zhì)是聚四氟乙烯，用于支撐所述熱沉銅塊，隔絕所述熱沉銅塊與所述的真空盒體￠1)的熱接觸。所述的1X2光纖分束器的分束比是95:5。所述的光纖隔離器是為了隔離反射光進入光纖激光器從而避免打壞光纖激光器。所述的光纖環(huán)形器對反向傳輸光進行引導(dǎo)，將其與正向傳輸光從空間上分離開來，并從與另一端口輸出。 所述的帶通濾波器是消除所述的雙包層光纖放大器的自發(fā)輻射噪聲。所述的電譜分析儀用于測量受激布里淵散射增益譜。本專利技術(shù)的優(yōu)點在于 1、本專利技術(shù)可實現(xiàn)全光纖化，結(jié)構(gòu)緊湊，易于調(diào)整； 2、本專利技術(shù)利用光外差探測技術(shù)，提高了光譜測量的分辨率，可使得分辨率<5MHz，只需使用普通的電譜分析儀就能滿足測量受激布里淵散射增益譜的需求； 3、本專利技術(shù)可以精確控制光纖的溫度，控制精度達到±1°C。附圖說明圖I是本專利技術(shù)測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中 I一連續(xù)光纖激光器；2 —光纖隔離器；3 - 1X2光纖分束器；4 一雙包層光纖放大器；5 一光纖環(huán)形器；6 —溫度控制系統(tǒng)；7 —單模光纖；8 — 2X2端口 3db分束器；9 一帶通濾波器；10 —光電探測器；11 一電譜分析儀。圖2是低溫真空盒結(jié)構(gòu)的正視剖面圖。圖中 61-真空盒體；62_熱沉銅塊；63_螺旋支桿；64 ;液氮輸入管道；65_液氮輸出管道；66-散熱管道。圖3是低溫真空盒結(jié)構(gòu)的左視剖面圖。圖中 67-光纖輸入端口 ；68_光纖輸出端口。具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本專利技術(shù)作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本專利技術(shù)的保護范圍。先請參閱圖1，圖I是本專利技術(shù)測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見本專利技術(shù)測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，包括連續(xù)光纖激光器I、光纖隔離器2、1X2光纖分束器3、雙包層光纖放大器4、光纖環(huán)行器5、溫度控制系統(tǒng)6、單模光纖7、2X2端口 3dB分束器8、帶通濾波器9、光電探測器10、電譜分析儀11，上述元部件的連接關(guān)系如下 所述的連續(xù)光纖激光器I的輸出端經(jīng)光纖隔離器2與所述1X2光纖分束器3輸入端相連，該I X 2光纖分束器3將注入的連續(xù)光分為兩個光束分別經(jīng)第一輸出端和第二輸出端輸出第一輸出端依次經(jīng)所述的雙包層光纖放大器4、光纖環(huán)行器5與所述的單模光纖7的一端相連，該單模光纖7置于所述的溫度控制系統(tǒng)6的真空盒體61內(nèi)，單模光纖7的另一端經(jīng)所述的光纖輸出端口 68再與所述的光纖環(huán)行器5的另一端口相連； 所述的I X 2光纖分束器3第二輸出端接所述的2 X 2端口 3dB分束器8的第二輸入端，所述的2X2端口 3dB分束器8的第一輸入端與所述的光纖環(huán)行器5的反向輸出端相連,所述的2 X 2端口 3dB分束器8的第二輸出端接所述的帶通濾波器9的輸入端，所述的帶通濾波器9的輸出端經(jīng)所述的光電探測器10接所述的電譜分析儀11 ； 所述的螺旋支桿63的材質(zhì)是聚四氟乙烯，用于支撐所述熱沉銅塊62，隔絕所述熱沉銅塊62與所述的真空盒體61的熱接觸。所述的1X2光纖分束器3的分束比是95:5。參見圖2，圖2是本專利技術(shù)中的放置光纖的低溫真空盒結(jié)構(gòu)示意圖。所述的低溫真空盒的構(gòu)成包括真空盒體61，熱沉銅塊62，螺旋支桿63，光纖輸入端口 67，光纖輸出端口 68，散熱管道66以及液氮輸入管道64和輸出管道65。液氮通過輸入管道進入熱沉銅塊內(nèi)部的散熱管道，在銅塊內(nèi)吸收熱量，再由輸出管道排出盒體外部。通過外部的溫度控制器控制流入真空盒內(nèi)液氮的流量，從而使熱沉銅塊的溫度恒定在設(shè)定值。單模光纖盤繞在熱沉銅塊上。熱沉銅塊被上下各4根螺旋支桿，以及兩側(cè)各4根螺旋支桿固定懸于真空盒內(nèi)部，減少在測量中由于盒體振動帶來的不良影響，另外螺旋支桿的材質(zhì)是聚四氟乙烯，可以隔絕其與盒壁的熱接觸。本專利技術(shù)的工作過程如下 連續(xù)光纖激光器I輸出的連續(xù)光經(jīng)過光纖隔離器2和I X 2光纖分束器3后分為兩束，一束經(jīng)過雙包層光纖放大器4,光纖環(huán)行器5正向輸入端和低溫真空盒61內(nèi)的輸入單模光纖7。所述的雙包層光纖放大器4提供約20倍的能量放大增益。由于受激布里淵散射產(chǎn)生的斯托克斯波僅存在后向傳輸，因此單模光纖7中產(chǎn)生的受激布里淵散射則經(jīng)過光纖環(huán)行器5的反向輸出端輸出，并與所述的1X2光纖分束器3的另一束光同時輸入2X2端口本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種測量低溫光纖受激布里淵散射增益譜的裝置，特征在于：該裝置包括連續(xù)光纖激光器（1）、光纖隔離器（2）、1×2光纖分束器（3）、雙包層光纖放大器（4）、光纖環(huán)行器（5）、溫度控制系統(tǒng)（6）、單模光纖（7）、2×2端口3dB分束器（8）、帶通濾波器（9）、光電探測器（10）、電譜分析儀（11），上述元部件的連接關(guān)系如下：所述的連續(xù)光纖激光器（1）的輸出端經(jīng)光纖隔離器（2）與所述1×2光纖分束（3）輸入端相連，該1×2光纖分束器（3）將注入的連續(xù)光分為兩個光束分別經(jīng)第一輸出端和第二輸出端輸出：第一輸出端依次經(jīng)所述的雙包層光纖放大器（4）、光纖環(huán)行器（5）與所述的單模光纖（7）的一端相連，該單模光纖（7）置于所述的溫度控制系統(tǒng)（6）的真空盒體(61)內(nèi)，單模光纖（7）的另一端經(jīng)所述的光纖輸出端口(68)再與所述的光纖環(huán)行器（5）的另一端口相連；所述的1×2光纖分束器（3）第二輸出端接所述的2×2端口3dB分束器（8）的第二輸入端，所述的2×2端口3dB分束器（8）的第一輸入端與所述的光纖環(huán)行器（5）的反向輸出端相連，所述的2×2端口3dB分束器（8）的第二輸出端接所述的帶通濾波器（9）的輸入端，所述的帶通濾波器（9）的輸出端經(jīng)所述的光電探測器（10）接所述的電譜分析儀（11）；所述的溫度控制系統(tǒng)（6）包括真空盒體(61)、熱沉銅塊(62)、溫度控制器、光纖輸入端口(67)、光纖輸出端口(68)、液氮杜瓦瓶以及液氮傳輸管道，所述的熱沉銅塊(62)通過多個螺旋支桿(63)懸掛在所述的真空盒體(61)內(nèi)，所述的單模光纖(7)通過所述的光纖輸入端口(67)進入真空盒體(61)內(nèi)并盤繞在所述的熱沉銅塊(62)上，經(jīng)所述的光纖輸出端口(68)再與所述的光纖環(huán)行器（5）的一端相連，所述的液氮杜瓦瓶通過液氮傳輸管道與所述的真空盒體(61)相通。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃文發(fā)，李學(xué)春，汪小超，王江峰，彭宇杰，張若凡，范興諾，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。