專利名稱：測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置，尤其是一種利用布拉格光纖光柵測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置。
背景技術(shù)：
脈沖光纖放大器和激光器日益成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)，皮秒脈沖在微加工、激光工程和自由空間光通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但在脈沖放大特別是單脈沖百皮秒脈沖放大過(guò)程中，由于脈沖峰值功率較高，自相位調(diào)制是放大過(guò)程中的主要非線性效應(yīng)，它將引起頻率啁啾的產(chǎn)生。在高功率光纖放大器中，自相位調(diào)制使啁啾脈沖包絡(luò)內(nèi)不同時(shí)刻具有不同的瞬時(shí)頻率，而雙包層增益光纖對(duì)不同頻率的光有不同的放大增益，導(dǎo)致脈沖各部位的增益不同，頻率啁啾和增益變化的共同作用使SPM所致信號(hào)光譜出現(xiàn)不同的特性。研究脈沖放大中的自相位調(diào)制引起的信號(hào)光譜變化是十分有必要的。 但在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上，測(cè)量高峰值功率單脈沖的光譜儀一般都較昂貴。故受實(shí)驗(yàn)室條件的限制，用普通光譜儀存在兩個(gè)問(wèn)題1)光纖光譜儀一般可承受最高峰值功率只有百毫瓦，而放大中百皮秒脈沖峰值功率可達(dá)上千瓦，使用不當(dāng)就會(huì)損壞光譜儀；2)光譜儀對(duì)連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)光光譜的測(cè)量較容易，而在有些實(shí)際應(yīng)用中信號(hào)光為單脈沖，光譜儀很難捕捉到信號(hào)光譜；3)普通光譜儀的最小分辨率一般只有O. 05nm或更大，很難觀察到光譜的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。因此設(shè)計(jì)一種測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的方法是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有的高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的測(cè)量設(shè)備存在的捕捉單脈沖信號(hào)難、成本高的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、具有通用性的測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置。本發(fā)明所述的測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置，其特征在于包括布拉格光纖光柵、寬帶熒光源、支架、2X1波分復(fù)用器、1X2波分復(fù)用器、第一隔離器、第二隔離器、光譜儀、PIN光電探測(cè)器，所述的布拉格光纖光柵固定在支架上，一端連接所述的寬帶熒光源，另一端與所述的2X I波分復(fù)用器的其中一個(gè)信號(hào)輸出端連接，所述的2X I波分復(fù)用器的信號(hào)輸入端連接第一隔離器、另一個(gè)信號(hào)輸出端連接第二隔離器，且所述的第二隔離器連接在所述的1X2波分復(fù)用器的信號(hào)輸入端上，所述的1X2波分復(fù)用器的信號(hào)輸出端分別連接所述的光譜儀和所述的PIN光電探測(cè)器；所述的PIN光電探測(cè)器的信號(hào)輸出端連接示波器。所述的光譜儀可采用MS9710C光譜儀。所述的布拉格光纖光柵利用準(zhǔn)分子激光器和相位板采用相位掩膜技術(shù)刻寫。所述的支架的一端設(shè)置螺旋千分尺。所述的測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置的輸入信號(hào)可采用重復(fù)頻率為IHz,中心波長(zhǎng)為1053nm，峰值功率在千瓦量級(jí)，脈沖寬度100皮秒的脈沖信號(hào)作為輸入信號(hào)。使用時(shí)，首先關(guān)閉脈沖信號(hào)源，打開(kāi)寬帶熒光源，用光譜儀測(cè)量布拉格光纖光柵的中心波長(zhǎng)，然后關(guān)閉寬帶熒光源，接入脈沖信號(hào)源，對(duì)應(yīng)于光柵布拉格波長(zhǎng)的光具有最大反射率，光纖光柵的反射光經(jīng)第二隔離器和I X 2波分復(fù)用器進(jìn)入PIN光電探測(cè)器，并在示波器上顯示，記錄對(duì)應(yīng)于此時(shí)光柵布拉格波長(zhǎng)的脈沖信號(hào)峰谷值，然后略微調(diào)節(jié)螺旋千分尺，對(duì)布拉格光纖光柵施加應(yīng)力，改變光柵布拉格波長(zhǎng)，重復(fù)以上操作，觀測(cè)和記錄光柵布拉格波長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的信號(hào)峰谷值，最后描出波長(zhǎng)-脈沖峰谷值的曲線，由于信號(hào)峰谷值正比于信號(hào)平均功率，即得到該輸入脈沖信號(hào)的光譜圖。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)改變布拉格光纖光柵的周期，改變布拉格光柵波長(zhǎng)，適用于具有不用中心波長(zhǎng)的信號(hào)，尤其對(duì)測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜具有明顯的優(yōu)勢(shì)，解決了普通光譜儀單脈沖信號(hào)難捕捉的問(wèn)題，可廣泛應(yīng)用在觀測(cè)單脈沖信號(hào)光譜的領(lǐng)域，如百皮秒單脈沖信號(hào)放大時(shí)，觀測(cè)非線性效應(yīng)對(duì)光譜特性的影響；同時(shí)也可以用于測(cè)量連續(xù)光和準(zhǔn)連續(xù)光，其通用性較強(qiáng)，當(dāng)測(cè)量連續(xù)光和準(zhǔn)連續(xù)光時(shí)，雖然與現(xiàn)有的光譜儀相比， 精度有待提高，但整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，有望在對(duì)精度要求不是很高的領(lǐng)域應(yīng)用。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖(圖中箭頭方向代表輸入信號(hào)傳輸方向)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明參照附圖實(shí)施I本發(fā)明所述的測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置，包括布拉格光纖光柵I、寬帶熒光源2、支架3、2X I波分復(fù)用器4、I X 2波分復(fù)用器5、第一隔離器6、第二隔離器7、光譜儀8、PIN光電探測(cè)器9,所述的布拉格光纖光柵I固定在支架3上,一端連接所述的寬帶熒光源2，另一端與所述的2X1波分復(fù)用器4的其中一個(gè)信號(hào)輸出端連接，所述的2X1波分復(fù)用器4的信號(hào)輸入端連接第一隔離器6、另一個(gè)信號(hào)輸出端連接第二隔離器7，且所述的第二隔離器7連接在所述的I X 2波分復(fù)用器5的信號(hào)輸入端上，所述的I X 2波分復(fù)用器5的信號(hào)輸出端分別連接所述的光譜儀8和所述的PIN光電探測(cè)器9 ;所述的PIN光電探測(cè)器9的信號(hào)輸出端連接示波器。所述的光譜儀8采用MS9710C光譜儀。所述的布拉格光纖光柵I利用準(zhǔn)分子激光器和相位板采用相位掩膜技術(shù)刻寫。所述的支架3的一端設(shè)置螺旋千分尺31。所述的測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置的輸入信號(hào)采用重復(fù)頻率為1Hz，中心波長(zhǎng)為1053nm,峰值功率在千瓦量級(jí),脈沖寬度100皮秒的脈沖信號(hào)作為輸入信號(hào)。使用時(shí)，首先關(guān)閉脈沖信號(hào)源，打開(kāi)寬帶熒光源2，用光譜儀8測(cè)量布拉格光纖光柵I的中心波長(zhǎng)，然后關(guān)閉寬帶熒光源2，接入脈沖信號(hào)源，對(duì)應(yīng)于光柵布拉格波長(zhǎng)的光具有最大反射率，布拉格光纖光柵I的反射光經(jīng)第二隔離器7和I X 2波分復(fù)用器5進(jìn)入PIN光電探測(cè)器9，并在示波器上顯示，記錄對(duì)應(yīng)于此時(shí)光柵布拉格波長(zhǎng)的脈沖信號(hào)峰谷值，然后略微調(diào)節(jié)螺旋千分尺，對(duì)布拉格光纖光柵I施加應(yīng)力，改變光柵布拉格波長(zhǎng)，重復(fù)以上操作，觀測(cè)和記錄光柵布拉格波長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的信號(hào)峰谷值，最后描出波長(zhǎng)-脈沖峰谷值的曲線，由于信號(hào)峰谷值正比于信號(hào)平均功率，即得到該輸入脈沖信號(hào)的光譜圖。 本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置，其特征在于包括布拉格光纖光柵、寬帶熒光源、支架、2X1波分復(fù)用器、1X2波分復(fù)用器、第一隔離器、第二隔離器、光譜儀、PIN光電探測(cè)器，所述的布拉格光纖光柵固定在支架上，一端連接所述的寬帶熒光源，另一端與所述的2X1波分復(fù)用器的其中一個(gè)信號(hào)輸出端連接，所述的2X1波分復(fù)用器的信號(hào)輸入端連接第一隔離器、另一個(gè)信號(hào)輸出端連接第二隔離器，且所述的第二隔離器連接在所述的1X2波分復(fù)用器的信號(hào)輸入端上，所述的1X2波分復(fù)用器的信號(hào)輸出端分別連接所述的光譜儀和所述的PIN光電探測(cè)器；所述的PIN光電探測(cè)器的信號(hào)輸出端連接示波器。
2.如權(quán)利要求I所述的測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置，其特征在于所述的布 拉格光纖光柵利用準(zhǔn)分子激光器和相位板采用相位掩膜技術(shù)刻寫。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置，其特征在于所述的支架的一端設(shè)置螺旋千分尺。
全文摘要
測(cè)量高峰值功率單脈沖信號(hào)光譜的裝置，包括布拉格光纖光柵、寬帶熒光源、支架、2×1波分復(fù)用器、1×2波分復(fù)用器、第一隔離器、第二隔離器、光譜儀、PIN光電探測(cè)器，所述的布拉格光纖光柵固定在支架上，一端連接所述的寬帶熒光源，另一端與所述的2×1波分復(fù)用器的其中一個(gè)信號(hào)輸出端連接，所述的2×1波分復(fù)用器的信號(hào)輸入端連接第一隔離器、另一個(gè)信號(hào)輸出端連接第二隔離器，所述的1×2波分復(fù)用器的信號(hào)輸出端分別連接所述的光譜儀和所述的PIN光電探測(cè)器；所述的PIN光電探測(cè)器的信號(hào)輸出端連接示波器。本發(fā)明有益效果是克服普通光譜儀單脈沖信號(hào)難捕捉、承受最大光功率有限的缺點(diǎn)；適于不用中心波長(zhǎng)信號(hào)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01J11/00GK102798476SQ20121028354
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者常麗萍, 溫浩, 施朝霞, 徐紅, 李伽 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)