[实用新型]光纤光场分布检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤光场分布实时检测与显示装置，同时也适合半导体激光光束参数的测试，属于激光光场测试技术领域。

背景技术

目前，公知的光纤分析仪都是表征光的角辐射强度的仪器。例如国外生产的FiberAlyzer光纤分析仪，整个系统包括一个独立的操作控制台、一个光纤包，可以连接外部的VGA显示屏，采用探测器或CCD相机直接对光纤端口的激光扫描探测，在显示屏上得到光纤数值孔径、光束轮廓和光功率。通常这种探测器的探测面积较小，在实施探测中，由于光束接收角度的限制，不方便探测；对于加入光学透镜扩展接收面积的光纤分析仪，则引入了像差，光束产生的畸变存在不确定性，影响到图像测试效果。

发明内容

为了克服现有的光纤分析仪存在的不足，本实用新型提供一种光纤光场分布实时检测与显示仪装置，引入了变像管。变像管具有较大探测面积，更换不同波段的变像管附件能够方便地拓展光谱接收范围，不失真的获得人眼能够直接观测的图像。在本实用新型方案中可以得到两次可观测图像，在变像管输出端得到光束截面全视场角显示的第一次直接成像。再由CCD相机拍摄，输入计算机处理，由显示器显示第二次成像。在计算机程序控制下电动平移台移动，可以截取光束不同位置的图像，经计算机处理可以得到光纤的数值孔径、光束轮廓和光功率。用于半导体激光器件测量时，还可以得到半导体激光的近、远场功率分布、品质因数等。用于半导体激光与光纤耦合时，根据显示的耦合光功率和光场分布图像的对称情况，得到最佳耦合效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将激光光束投射到变像管接收面上，变像管以1∶1的比例，不失真的将探测激光转换为可见光，在变像管输出端面实时显示，完成第一次直接成像。再由CCD相机拍摄变像管输出面上光场分布输入到计算机处理，实现第二次成像。软件系统控制电动平移台，设定步进方向、步长、步数、滞留时间，可获得不同位置的图像。图像数据传输给计算机，计算机图像处理程序根据实测光斑运算出图像包含的信息，并拟合出二维、三维曲线，实时给出测量参数并显示。

在上述方案基础上，在半导体激光腔面与变像管接收面之间，加入光学系统，可以得到激光器腔面光场分布(近场)信息。观测器件发光区域尺寸形状与激射状态，配合器件老化试验，定时截取图像，记录器件灾变过程，用于器件质量评估。光学系统的下方配有一维微调机构，用于调整成像效果，此微调系统也可以放置于被测光源夹具下方，同样可以实现调整成像效果的目的。

本实用新型的有益效果是，可测量光纤与激光器光场参数，具有大面积非对称激光保真实时显示功能；选用不同波段的变像管，提高普通CCD相机的光谱接收范围；观测光场分布图与光功率示数，可以清晰的观测到光纤与激光器耦合情况，快速与直观地实现耦合工作；对半导体激光器腔面光场实时观测，可以记录器件的灾变过程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型的结构图。图中1.底座，2.CCD相机，3.变像管，4.高压电源，5.光学系统，6.光衰减系统，7.被测光源夹具及垂直水平倾角微调整架，8.电机，9电动平移台，10.光学系统可移除支架，11.手动平移台。

具体实施方式

实施方式一：在图1中，被测光源夹具(7)中包含光纤接头或激光器插座，将光纤或激光器接入，经过光衰减系统(6)，将光纤端面激光束或半导体激光光束投射到变像管(3)接收面上，变像管(3)将探测激光转换为可见光，CCD相机(2)拍摄变像管(3)的图像，CCD相机(2)、变像管(3)、高压电源(4)安装在电动平移台(9)上，平移台(9)在计算机程序控制下，定步长移动，获得光源不同距离的图像，并将图像数据传输给计算机处理，得到光纤的数值孔径、光束轮廓和光功率，还可以得到半导体激光的远场功率分布图、品质因数、能量等，经显示屏实时显示。光衰减系统(6)可以重复放置在光路的不同位置。被测光源夹具(7)设计成标准光纤与半导体激光器封装形式，激光器管脚有驱动电源插座，光纤与激光器可选择测量。

实施方式二：在图1中，被测光源夹具(7)中包含激光器插座，将半导体激光器接入，经过光衰减系统(6)，通过光学系统(5)，将半导体激光器腔面激光近场成像到变像管(3)接收面上，变像管(3)将探测激光转换为可见光，CCD相机(2)拍摄变像管(3)的图像，CCD相机(2)、变像管(3)、高压电源(4)安装在电动平移台(9)上，调整光学系统(5)焦距，使之成像清晰，在计算机程序控制下，定时截取图像，得到激光器腔面激光近场分布信息，经计算机处理送显示屏实时显示。