[发明专利]基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法，技术方案是：构建由保偏被动光纤、单偏振光纤、单模跳线、光谱仪组成的消光比测试系统；保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式与线偏振光纤激光器输出尾纤连接，另一端与单偏振光纤采用45度错位熔接的方式连接；单偏振光纤保持沿着慢轴方向传输光的偏振态；单模跳线采取空间对准的方式将单偏振光纤的输出光强收集到光谱仪中。从光谱仪上读取通过率为1、波长为λ对应的光功率值P(max)，改变保偏被动光纤的长度后从光谱仪上读取通过率为0、波长为λ对应的光功率值P(min)，根据消光比公式获得消光比。采用本发明可解决消光比退化、测试结果不能反应单一波长消光比的问题。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，特指一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法。

背景技术

线偏振光纤激光器由于其具有良好的偏振态，在相干检测、相干合成、光谱合成、非线性频率转换等领域具有广阔的应用前景，是当前激光技术领域的研究热点。

消光比是指沿偏振主态方向分解的两个正交偏振分量之间的比例关系，光在保偏光纤中传输时的消光比表征为快慢轴光强的比例关系。在线偏振光纤激光器中，消光比是表征光源偏振态的重要指标，消光比越高输出光越接近线偏振光，因此，需要对线偏振光纤激光器的消光比进行测试。在实际的消光比测试中，一般使用旋转检偏器法作为偏振消光比的测试方法。连续旋转检偏器，用功率探测器探测输出光经过检偏器后功率的变化。当检偏器的主轴方向与激光器输出光的主偏振分量重合时，探测到的功率最大。当检偏器的主轴方向与激光器输出光的主偏振分量垂直时，探测到的功率最小。根据公式1：

可算得线偏振光纤激光器的消光比PER，P(max)为功率探测器探测到的最大功率，P(min)为功率探测器探测到的最小功率。该种测试方法需要引入透镜对激光器输出光路进行准直，透镜的引入增加了消光比退化的可能性。同时，使用功率探测器测量的结果是不同波长强度的叠加，不能反应单一波长的偏振消光比特性。因此，需要提出一种无需透镜、减小消光比退化可能性、可反应单一波长消光比的测试方法。

发明内容

本发明提出一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法，该方法只由光纤之间进行熔接测试，避免了由透镜引起消光比退化的可能性，测试结果可反应单一波长消光比。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一步，确定被测对象线偏振光纤激光器的中心工作波长λ，工作波长范围Δλ。确定线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴、慢轴折射率差Δn。确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴传输还是慢轴传输。由于线偏振光纤激光器无法输出完全线偏振光，所以线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴、慢轴都有一定的光强。即输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴传输时，慢轴也有一定的光强；输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤的慢轴传输时，快轴也有一定的光强。

第二步，构建消光比测试系统，消光比测试系统由保偏被动光纤、单偏振光纤、单模跳线、光谱仪组成。被测试对象为线偏振光纤激光器，各器件与被测对象线偏振光纤激光器按如下顺序连接：

线偏振光纤激光器输出尾纤与保偏被动光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行连接，得到第一熔接点。保偏被动光纤的另一端与单偏振光纤的一端采用45度错位熔接的方式进行连接，得到第二熔接点。单偏振光纤的输出端切斜角以抑制单偏振光纤输出端面反馈。单模跳线采取空间对准的方式将单偏振光纤的输出光强收集到光谱仪中。

保偏被动光纤的纤芯直径与线偏振光纤激光器输出尾纤的纤芯直径相等，保偏被动光纤的数值孔径与线偏振光纤激光器输出尾纤的数值孔径相等。保偏被动光纤长度为L，保偏被动光纤的快轴、慢轴折射率差等于线偏振光纤激光器输出尾纤的快轴、慢轴折射率差Δn。