專利名稱：全光纖激光拉曼測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光測量領(lǐng)域，涉及ー種全光纖激光拉曼測量裝置。
背景技術(shù)：
激光拉曼技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)、食品、科研等眾多領(lǐng)域。目前的激光拉曼裝置中，光源多采用固體激光器和半導(dǎo)體激光器，光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有兩種(I)探測激光的傳輸、發(fā)射和信號光的接收為空間光路結(jié)構(gòu)。這種系統(tǒng)采用光學(xué)元件來對探測激光的傳輸和發(fā)射進(jìn)行控制，返回的信號光經(jīng)過濾光片后通過光學(xué)接收系統(tǒng)被收集進(jìn)入探測器。這種系統(tǒng)采用大量的機(jī)械調(diào)整裝置和光學(xué)元件造成系統(tǒng)體積龐雜，同時(shí)不可避免地導(dǎo)致了整體的穩(wěn)定性下降；(2)在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用光纖來替代空間光路，通過耦合裝置將探測激光耦合進(jìn)入光纖進(jìn)行傳輸，經(jīng)過發(fā)射裝置后照射到目標(biāo)上，通過接收裝置將信號光耦合進(jìn)入光纖，經(jīng)過濾光片后通過光纖傳輸?shù)教綔y器上進(jìn)行測量。這種結(jié)構(gòu)將原來在空間的激光傳輸過程在光纖中完成，減少了部分空間機(jī)械結(jié)構(gòu)件和光學(xué)元件，提高了穩(wěn)定性，但增加了激光耦合進(jìn)入光纖的裝置，并且系統(tǒng)的發(fā)射和接收仍然為分立的光學(xué)系統(tǒng)，需要2根以上的光纖，結(jié)構(gòu)方面還是不夠簡潔、穩(wěn)定?？偨Y(jié)上述兩種光路結(jié)構(gòu)，其共同的特點(diǎn)為發(fā)射和接收采用分立的光路、在信號光的接收光路上設(shè)置濾光片將殘余探測光濾除、光路上都有復(fù)雜且穩(wěn)定性較差的機(jī)械調(diào)整裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了ー種穩(wěn)定性好、體積小以及結(jié)構(gòu)簡單的全光纖激光拉曼測試裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了ー種全光纖激光拉曼測試裝置，其特殊之處在于所述全光纖激光拉曼測試裝置包括光源、光纖隔離器、波分復(fù)用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；所述光纖隔離器設(shè)置在光源的出射光路上；所述光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復(fù)用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標(biāo)設(shè)置在發(fā)射/接收器的出射光路上。上述光源通過光纖接入光纖隔離器。上述光源是光纖激光器、光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器或在光學(xué)領(lǐng)域常用的各種激光器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明中的利用雙包層光纖作為傳輸光纖，該類型的光纖具有兩個(gè)包層，傳光的通道包括纖芯和內(nèi)包層纖芯直徑較細(xì)、數(shù)值孔徑較小，內(nèi)包層直徑較粗、數(shù)值孔徑較大。根據(jù)雙包層光纖的特點(diǎn)，纖芯直徑細(xì)數(shù)值孔徑小，采用纖芯傳輸探測激光能夠保證其較好的激光模式；內(nèi)包層直徑粗?jǐn)?shù)值孔徑大，能夠接收和傳輸更大孔徑角的散射光信號，用來傳輸拉曼信號光。纖芯中探測激光和內(nèi)包層中信號激光的傳輸方向在雙包層光纖中是相反的，共用一根光纖，并且相互之間不干擾。本發(fā)明既充分滿足了探測激光和信號光傳輸時(shí)對光纖的要求，又將兩個(gè)光路通過ー根光纖有機(jī)的結(jié)合在一起；全光纖結(jié)構(gòu)，體積小，穩(wěn)定性極高，免調(diào)試，免維護(hù)；本發(fā)明采用雙包層光纖，實(shí)現(xiàn)了探測激光和信號光的共光纖傳輸，大大簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；同吋，模式較好的探測激光約束在纖芯傳輸，較好的保持了激光模式，散射的拉曼信號光被接收耦合至多模的內(nèi)包層中傳輸，可以接收更多的信號光；采用雙包層光纖波分復(fù)用器，不使用濾光片也實(shí)現(xiàn)了濾波功能。本發(fā)明所提供的結(jié)構(gòu)是全光纖結(jié)構(gòu)、收發(fā)共光路、不采用濾光片濾光的激光拉曼測試裝置，解決了背景技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、穩(wěn)定性差等問題。


圖1是本發(fā)明所采用的雙包層光纖的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所提供的全光纖激光拉曼測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；1-光源；2_光纖隔離器；3_波分復(fù)用耦合器；4_雙包層光纖；5_發(fā)射/接收器；6_待測目標(biāo)；7-光譜分析儀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中的關(guān)鍵技術(shù)在于巧妙的利用了雙包層光纖作為傳輸光纖。如圖1所示，該類型的光纖具有兩個(gè)包層，傳光的通道包括纖芯和內(nèi)包層纖芯直徑較細(xì)、數(shù)值孔徑較?。粌?nèi)包層直徑較粗、數(shù)值孔徑較大。根據(jù)雙包層光纖的特點(diǎn)，纖芯直徑細(xì)、數(shù)值孔徑小，采用纖芯傳輸探測激光能夠保證其較好的激光模式；內(nèi)包層直徑粗?jǐn)?shù)值孔徑大，能夠接收和傳輸更大孔徑角的散射光信號，用來傳輸拉曼信號光。纖芯中探測激光和內(nèi)包層中信號激光的傳輸方向在雙包層光纖中是相反的，共用一根光纖，并且相互之間不干擾。這個(gè)思路巧妙之處在于既充分滿足了探測激光和信號光傳輸時(shí)對光纖的要求，又將兩個(gè)光路通過ー根光纖有機(jī)的結(jié)合在一起。參見圖2，本發(fā)明提供了 ー種全光纖激光拉曼測試裝置，該全光纖激光拉曼測試裝置包括光源、光纖隔離器、波分復(fù)用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；光纖隔離器設(shè)置在光源的出射光路上；光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復(fù)用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標(biāo)設(shè)置在發(fā)射/接收器的出射光路上。雙包層光纖兩端分別接入發(fā)射/接收器5以及波分復(fù)用耦合器3 ;待測目標(biāo)設(shè)置在發(fā)射/接收器5的出射光路上。本發(fā)明的工作過程是探測激光光源I采用光纖激光器或者光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器或其它類型的激光器，通過光纖和光纖隔離器2相連接，光纖隔離器2的作用在于將返回的激光隔住以保護(hù)光源I。通過光纖隔離器2后的探測激光進(jìn)入雙包層光纖波分復(fù)用耦合器3，波分復(fù)用耦合器3的作用在于可以將不同波長的光耦合在一起，反過來可以將不同波長的光分開。探測激光通過波分復(fù)用耦合器3后，進(jìn)入雙包層光纖4的纖芯中，向前傳輸通過光纖發(fā)射/接收器5后，準(zhǔn)直/聚焦照射在待測目標(biāo)6上，產(chǎn)生散射的拉曼信號光。拉曼信號光通過發(fā)射/接收器5進(jìn)行收集，由于信號光為散射光，因此收集的大部分光耦合進(jìn)入了雙包層光纖的內(nèi)包層中，反向傳輸至波分復(fù)用耦合器3，由于拉曼信號光的波長和探測激光的不同，因此通過波分復(fù)用耦合器3后信號光從b端ロ輸出至高靈敏度光譜分析儀7中將信號數(shù)據(jù)分析出來，而殘余探測激光則從a端ロ輸出，被光纖隔離器2隔離。
權(quán)利要求
1.一種全光纖激光拉曼測試裝置，其特征在于所述全光纖激光拉曼測試裝置包括光源、光纖隔離器、波分復(fù)用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；所述光纖隔離器設(shè)置在光源的出射光路上；所述光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復(fù)用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標(biāo)設(shè)置在發(fā)射/接收器的出射光路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖激光拉曼測試裝置，其特征在于所述光源通過光纖接入光纖隔離器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全光纖激光拉曼測試裝置，其特征在于所述光源是光纖激光器、光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器或在光學(xué)領(lǐng)域常用的各種激光器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全光纖激光拉曼測量裝置，包括光源、光纖隔離器、波分復(fù)用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；光纖隔離器設(shè)置在光源的出射光路上；光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復(fù)用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標(biāo)設(shè)置在發(fā)射/接收器的出射光路上。本發(fā)明提供了一種穩(wěn)定性好、體積小以及結(jié)構(gòu)簡單的全光纖激光拉曼測試裝置。
文檔編號G02B6/036GK103048305SQ201210523840
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者高存孝, 薛彬, 朱少嵐, 楊直, 趙衛(wèi), 王屹山 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所