[发明专利]一种评估大模场光纤纤芯折射率波动的系统及方法

说明书

本发明属于光纤测试技术领域，并具体公开了一种评估大模场光纤纤芯折射率波动的系统及方法。所述系统包括超连续谱光源、光隔离器、单模光纤分束器以及光谱仪，光隔离器设于超连续谱光源的输出端；单模光纤分束器的第一输入端与光隔离器的输出端熔接，其第二输出端与待测大模场光纤的第二端偏心熔接，使得相同的脉冲光同时在待测光纤纤芯径向的不同位置传输，光谱仪与单模光纤分束器的第三输出端连接。所述方法包括，在待测大模场光纤的两端，不同的纤芯位置注入超连续谱光，使得相同的脉冲光同时在待测光纤纤芯径向的不同位置传输，最后同时汇入到单模光纤分束器中。本发明能够快速评估大模场光纤纤芯折射率的波动，从而对光纤进行快速筛选。

技术领域

本发明属于光纤测试技术领域，更具体地，涉及一种评估大模场光纤纤芯折射率波动的系统及方法。

背景技术

对于高功率光纤激光器而言，大模场光纤加大了光纤纤芯的有效面积，降低了激光在纤芯的功率密度，从而有效控制了光纤纤芯内部的温度，使得激光器的输出功率大幅上升。但是，大模场光纤可能会允许几个高阶模传输，这会大大降低输出激光的光束质量。

通常将大模场光纤纤芯的折射率剖面设计成阶跃型，阶跃型的折射率剖面能够有效降低基模和高阶模之间的模式耦合，从而提高输出激光的光束质量。然而，很多光纤生产厂商采用MCVD制备大模场光纤，该制备方法很难精确控制大模场光纤纤芯的折射率剖面，以至于很多大模场光纤纤芯的折射率沿径向波动的幅度较大。在量产光纤激光器的过程中，即使采取弯曲光纤等外部干扰的方式，也很难保证每台激光器输出功率的稳定性以及光束质量的稳定性。会造成不同批次激光器的输出功率和光束质量的波动，大大影响生产进度。

基于以上不足，本领域亟需提出一种简易评估大模场光纤纤芯折射率波动的方法，构建简单易操作的光纤筛选系统，从而通过简单搭建实验系统，能够快速定性判断大模场光纤纤芯的波动情况，并且重复性好，在生产过程中实现光纤的快速筛选。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种评估大模场光纤纤芯折射率波动的系统及方法，其中结合大模场光纤自身的特征及其光纤筛选工艺特点，相应设计了简易评估大模场光纤纤芯折射率波动的系统及方法，并对其关键组件如单模光纤分束器、待测大模场光纤、隔离器以及光谱仪的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的在待测大模场光纤的两端，不同的纤芯位置注入超连续谱光，使得相同的脉冲光同时在待测光纤纤芯径向的不同位置传输，最后同时汇入到单模光纤分束器中。若大模场光纤纤芯的折射率波动较小，则在光谱仪上不会观察到明显的干涉条纹，若大模场光纤纤芯的折射率波动较大，则在光谱仪上能清晰观察到干涉条纹。该方法操作简便，重复性好，在实际生产中，能够快速评估大模场光纤纤芯折射率的波动，从而对光纤进行快速筛选。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种评估大模场光纤纤芯折射率波动的系统，包括超连续谱光源、光隔离器、单模光纤分束器以及光谱仪，其中，

所述超连续谱光源用于输出超连续光谱；

所述光隔离器设于所述超连续谱光源的输出端；

所述单模光纤分束器的第一输入端与光隔离器的输出端熔接，该单模光纤分束器的第一输出端与待测大模场光纤的第一端采用包层对准模式熔接，该单模光纤分束器的第二输出端与待测大模场光纤的第二端熔接，且所述单模光纤分束器的第二输出端的光纤纤芯位置偏离所述待测大模场光纤的第二端光纤纤芯的中心，但所述单模光纤分束器的第二输出端的光纤纤芯位置在所述待测大模场光纤的第二端光纤纤芯覆盖范围内；

所述光谱仪的输入端与所述单模光纤分束器的第三输出端连接，该光谱仪用于显示待测大模场光纤纤芯的折射率。

作为进一步优选的，所述单模光纤分束器的输出功率比为50:50。

作为进一步优选的，所述待测大模场光纤的纤芯直径的范围为8～300μm；所述待测大模场光纤的包层直径的范围为10～2000μm。