[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于光纤结构的线偏振光纤激光器消光比测试方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，确定被测对象线偏振光纤激光器(1)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(2)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(2)的快轴传输还是慢轴传输；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(4)、单偏振光纤(6)、单模跳线(8)、光谱仪(9)组成；各器件与被测对象线偏振光纤激光器(1)的连接方法为：线偏振光纤激光器输出尾纤(2)与保偏被动光纤(4)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(3)；保偏被动光纤(4)的另一端与单偏振光纤(6)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(5)；单偏振光纤(6)只具有慢轴，单偏振光纤(6)输出端切斜角(7)以抑制单偏振光纤(6)输出端面反馈；单模跳线(8)采取空间对准的方式将单偏振光纤(6)的输出光强收集到光谱仪(9)中；第三步，采用消光比测试系统对线偏振光纤激光器消光比进行测量，方法是：3.1、确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的慢轴传输时，转3.2；确定输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的快轴传输时，转3.8；3.2、输出光主要沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的慢轴传输时，线偏振光纤激光器输出尾纤(2)的快轴仍然具有一定的光分量；45度错位熔接的第一熔接点(3)将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光；45度错位熔接的第一熔接点(3)也将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光；3.3、保偏被动光纤(4)使分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生相位差为:其中，L是保偏被动光纤(4)的长度；使用一段长度L＝L1的保偏被动光纤(4)，使保偏被动光纤(4)对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ，根据公式(3)，L1＝mλ/(Δn)，其中，m为正整数；3.4、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成，再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上；单偏振光纤(6)输出的对于线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率T_慢轴(λ)，单偏振光纤(6)输出的对于线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率T_快轴(λ)分别为：根据公式(4)，当保偏被动光纤(4)对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为2mπ时，45度错位熔接的第二熔接点(5)对保偏被动光纤(4)快轴、慢轴的光合成后的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相同；单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为1，单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为0；从光谱仪上读取通过率为1即T_慢轴(λ)＝1、波长为λ对应的光功率值，记为P(max)；3.5、断开第一熔接点(3)和第二熔接点(5)，改变保偏被动光纤(4)的长度L＝L2，使保偏被动光纤(4)对λ的光产生的相位差为(2m+1)π，根据公式(3)，L2＝(2m+1)λ/2(Δn)；将线偏振光纤激光器输出尾纤(2)与长度为L2的保偏被动光纤(4)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接，得到第一熔接点(3)；再将长度为L2的保偏被动光纤(4)的另一端与单偏振光纤(6)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接，得到第二熔接点(5)；3.6、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成，再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上；合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相比旋转了90度，线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光旋转到单偏振光纤(6)的慢轴上，线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光被单偏振光纤(6)损耗掉；单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为0，单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为1；从光谱仪上读取通过率为0即T_慢轴(λ)＝0、波长为λ对应的光功率值，记为P(min)；3.7、根据公式计算得到波长为λ的光的消光比，转第四步；3.8、45度错位熔接的第一熔接点(3)将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光；45度错位熔接的第一熔接点(3)也将沿着线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴传输的光均匀分解成沿着保偏被动光纤(4)的快轴和慢轴两个正交方向传输的光；3.9、使用一段长度L＝L1的保偏被动光纤(4)，使保偏被动光纤(4)对分别在快轴、慢轴传输的波长为λ的光产生的相位差为(2m+1)π，L1＝(2m+1)λ/2(Δn)；3.10、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成，再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上；合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相比旋转了90度，线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光旋转到单偏振光纤(6)的慢轴上，线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光被单偏振光纤(6)损耗掉；单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为1，单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为0；从光谱仪上读取通过率为1即T_快轴(λ)＝1、波长为λ对应的光功率值，记为P(max)；3.11、断开第一熔接点(3)和第二熔接点(5)，改变保偏被动光纤(4)的长度L＝L2，使保偏被动光纤(4)对λ的光产生的相位差为2mπ，L2＝mλ/(Δn)；将线偏振光纤激光器输出尾纤(2)与长度为L2的保偏被动光纤(4)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接，得到第一熔接点(3)；再将长度为L2的保偏被动光纤(4)的另一端与单偏振光纤(6)的一端采用45度错位熔接的方式进行熔接，得到第二熔接点(5)；3.12、45度错位熔接的第二熔接点(5)将沿着保偏被动光纤(4)快轴、慢轴传输的光进行合成，再投影到单偏振光纤(6)的慢轴上；合成后的光的偏振方向与线偏振光纤激光器输出尾纤(2)中的偏振方向相同；单偏振光纤(6)慢轴传输线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光，单偏振光纤(6)将线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光损耗掉；单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)快轴的光通过率为0，单偏振光纤(6)对线偏振光纤激光器输出尾纤(2)慢轴的光通过率为1；从光谱仪上读取通过率为0即T_快轴(λ)＝0，波长为λ对应的光功率值，记为P(min)；3.13、根据公式计算得到波长为λ的光的消光比；第四步，结束。