[发明专利]一种光纤内部吸收特性的检测方法及检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤特性检测技术领域，具体是一种光纤内部吸收特性的检测方法及检测装置。

 

背景技术

光纤技术应用十分广泛，从现代通讯、到各类传感技术、再到新型光源等，光纤都是必不可少的关键材料。特别是近年来，随着大功率激光技术及应用的快速发展，对光纤本身的性能提出了新的要求。

光纤内部的吸收是影响光束传播的一个关键因素，吸收越小，光束传播距离越长。此外，光纤内部会因为生产制造、掺杂不均匀等各种原因产生局部缺陷，这些缺陷往往会对光纤中的光束传播产生不良的影响，例如，大功率的激光束在光纤传输中经常会因为这些缺陷对激光能量的吸收而在光纤内部产生破坏，影响光束的正常传播；再有，在光纤激光器里作为激光增益介质的光纤，因为这些缺陷，在激光放大过程中也会产生破坏，从而导致激光器不能正常工作。因此，能够对光纤内部的这些吸收缺陷进行有效检测，特别是能够对这些缺陷的空间分布进行有效检测是十分必要的。

现有的检测基本都是测量输入光纤的光束的能量和从光纤输出的光束的能量来获得光束经过光纤的损耗。这样测得的损耗是光纤整体的损耗，不仅包括光纤对光束能量的吸收引起的损耗，还包括光纤内部的散射引起的损耗，无法获得光纤内部吸收特性和缺陷空间分布。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高分辨率和高灵敏度并且能够获得光纤内部吸收特性和缺陷空间分布的光纤内部吸收特性的检测方法及检测装置。

本发明的技术方案为：

一种光纤内部吸收特性的检测方法，包括以下步骤：

（1）对泵浦光源输出的泵浦光束的光强进行调制，并将经过调制的泵浦光束耦合进入被测光纤，泵浦光束在被测光纤中传播；

（2）将探测光源输出的探测光束聚焦到被测光纤上的某一区域；

（3）采用光电探测器对从被测光纤出射的探测光束进行探测，光电探测器将探测的光信号转化成电信号，输入交流弱信号检测装置进行检测，获得探测光束的传播特性在经过被测光纤某一区域时的变化量；

（4）根据探测光束的传播特性在经过被测光纤某一区域时的变化量，得到被测光纤该区域对泵浦光束的吸收特性；

（5）改变探测光束在被测光纤上的聚焦区域，重复上述步骤（3）和步骤（4），得到被测光纤各个区域对泵浦光束的吸收特性，获得被测光纤内部吸收特性的空间分布。

所述的光纤内部吸收特性的检测方法，所述步骤（3）中，从被测光纤出射的探测光束经由探测光会聚装置、探测光滤光装置和空间滤波器后，再进入光电探测器。

所述的光纤内部吸收特性的检测方法，所述步骤（3）中，所述交流弱信号检测装置选用锁相放大器。

所述的光纤内部吸收特性的检测方法，所述步骤（5）中，改变探测光束在被测光纤上的聚焦区域，具体通过以下步骤实现：

（1）将被测光纤的其中一段固定放置在光纤装夹位移装置上，然后将探测光束聚焦到该段光纤的某一区域；

（2）将该段光纤随同光纤装夹位移装置一起沿着光纤的轴向移动，改变探测光束在该段光纤上聚焦区域的相对位置；

（3）改变光纤装夹位移装置在被测光纤上的装夹位置，重复上述步骤。

一种光纤内部吸收特性的检测装置，包括分别与被测光纤光路连接的泵浦光源、探测光源和光电探测器，所述泵浦光源与被测光纤之间依次设有光调制装置和光耦合装置，所述探测光源与被测光纤之间设有探测光第一会聚装置，所述被测光纤与光电探测器之间依次设有探测光第二会聚装置、探测光滤光装置和空间滤波器；所述光电探测器的输出端与交流弱信号检测装置的输入端连接。

所述的光纤内部吸收特性的检测装置，还包括用于放置和移动被测光纤的光纤装夹位移装置，所述光纤装夹位移装置与被测光纤固定连接。

所述的光纤内部吸收特性的检测装置，所述光调制装置与光耦合装置之间设有分光装置，所述分光装置的反射光路上设有光功率探测装置。

所述的光纤内部吸收特性的检测装置，所述探测光源与探测光第一会聚装置之间依次设有探测光整形处理装置和探测光角度调整装置。

所述的光纤内部吸收特性的检测装置，所述探测光滤光装置与空间滤波器之间设有探测光分光装置，所述探测光分光装置的反射光路上设有探测光功率探测装置。