[发明专利]一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的装置及方法

权利要求书

1.一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的装置，其特征在于，包括：

飞秒脉冲激光器(1)、梳状光滤波器(3)、光电探测器(4)、光谱分析仪(5)、采样示波器(6)和耦合器(7)；

所述飞秒脉冲激光器(1)的第一端口(a)、梳状光滤波器(3)、耦合器(7)的输入端(9)通过光纤顺次相连产生多个窄带峰组成的切片光谱；

所述耦合器(7)的输出端(10)和光电探测器(4)的输入口通过待测光纤(8)相连引入色散；

耦合器(7)的另一个输出端(11)和光谱分析仪(5)通过光纤相连；

光电探测器(4)的输出口和采样示波器(6)的输入口连接；

飞秒脉冲激光器(1)的第二端口(b)和采样示波器(6)的外触发输入口通过同轴线相连。

2.根据权利要求1所述的一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的装置，其特征在于，还包括光衰减器(2)，用于降低输入待测光纤(8)的功率；

所述光衰减器(2)设于所述飞秒脉冲激光器(1)、梳状光滤波器(3)之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的装置，其特征在于，所述梳状光滤波器(3)包括Sagnac环路滤波器(12)和保偏光纤(13)，所述Sagnac环路滤波器(12)上带有所述保偏光纤(13)。

4.根据权利要求3所述的一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的装置，其特征在于，所述梳状光滤波器(3)还包括第一光偏振控制器(14)、第二光偏振控制器(15)、耦合器(16)和光隔离器(17)，所述第一光偏振控制器(14)一端、第二光偏振控制器(15)一端分别与所述Sagnac环路滤波器(12)两端连接；

所述第一光偏振控制器(14)另一端、第二光偏振控制器(15)另一端分别与所述耦合器(16)连接，所述耦合器(16)还与所述光隔离器(17)连接。

5.根据权利要求1所述的一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的装置，其特征在于，所述飞秒脉冲激光器(1)是被动锁模飞秒脉冲激光器。

6.一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、飞秒脉冲激光器输出飞秒脉冲，被传输给具有许多按一定频率间隔相同排列窄带峰组成的功率传输谱的梳状光滤波器；

S2、所述梳状光滤波器将所述飞秒脉冲光谱切割为多个相等频率间隔窄带峰组成的切片光谱，所述切片光谱的自由光谱范围与梳状光滤波器功率传输频谱相同；

S3、所述切片光谱经耦合器后输入到待测光纤中，在待测光纤的色散作用下不同波长成分的波速发生变化，使得各切片间隔产生变化；

S4、基于波长-时间映射关系，从待测光纤输出的光脉冲信号在经过光电探测器后转换为微波脉冲信号，该微波脉冲信号在采样示波器上显示得到与切片光谱相似的时域波形；

S5、所述采样示波器可一次测得多个相邻波峰时间间隔，根据测得的波峰时间间隔与波峰在切片光谱中对应切片的自由光谱范围的关系，以及最小二乘拟合计算得到各波长在待测光纤中的色散系数。

7.根据权利要求6所述的一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的方法，其特征在于，所述步骤S1的飞秒脉冲被传输给梳状光滤波器之前还经过光衰减器，所述光衰减器降低所述飞秒脉冲输入到待测光纤的功率。

8.根据权利要求6所述的一种利用波长-时间映射进行光纤色散测量的方法，其特征在于，所述步骤S1中采用的飞秒脉冲激光器为被动锁模飞秒脉冲激光器。