本發(fā)明涉及光纖激光，尤其涉及一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)：

1、光纖作為在光纖通信、光纖傳感和激光技術(shù)領(lǐng)域的重要材料，近年來隨著這些領(lǐng)域的飛速發(fā)展，有源光纖材料在軍事，醫(yī)療，勘探和通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而其中的大模場有源光纖由于其較高的放大效率，較大的輸出功率和良好的工作穩(wěn)定性，在各個領(lǐng)域都得到了青睞。其中有源光纖中纖芯吸收系數(shù)是一個重要的參數(shù)，有源光纖作為光纖激光器中的有源增益介質(zhì)，它的纖芯吸收系數(shù)直接決定了有源光纖在光纖激光器中的使用長度，進(jìn)而間接地影響了光纖激光器的結(jié)構(gòu)。

2、一般小芯徑的光纖纖芯吸收系數(shù)測試在目前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)是成熟的技術(shù)，但是大芯徑的纖芯吸收系數(shù)一般比較大，所以在測試過程中使用到的長度會較短，一般小于50cm，同時為了保證測量儀器的精準(zhǔn)測試，減小測試的誤差，所以操作會非常的困難。特別地，對于含有基座設(shè)計的階躍型大模場光纖，由于其基座設(shè)計導(dǎo)致纖芯功率在傳輸過程中容易受到基座層的影響，大大地提高了測試的難度。

3、因此，亟需一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置及其測量方法以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置及其測量方法，用于改善現(xiàn)有技術(shù)不能準(zhǔn)確測量大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供了一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置，包括沿輸入端至輸出端的方向依次連接的種子光源、可調(diào)節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包層模濾除器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖；

3、其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于檢測待測大模場有源光纖輸出的光功率，并根據(jù)待測大模場有源光纖在每次截短處理后的光功率變化量、每次截短處理的截取長度、待測大模場有源光纖的纖芯層面積和內(nèi)包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數(shù)。

4、優(yōu)選地，種子光源用于輸出種子信號光，可調(diào)節(jié)光衰減器用于將種子信號光的光功率調(diào)整為-20dbm至-10dbm之間。

5、優(yōu)選地，測量裝置還包括第一活動連接器和第二活動連接器，第一活動連接器的第一端與種子光源連接，第一活動連接器的第二端與可調(diào)節(jié)光衰減器連接；第二活動連接器的第一端與可調(diào)節(jié)光衰減器連接，第二活動連接器的第二端與包層模濾除器的第一端連接。

6、優(yōu)選地，測量裝置還包括與待測大模場有源光纖的結(jié)構(gòu)相匹配的無源光纖，無源光纖的第一端與包層模濾除器的第二端連接，無源光纖的第二端與待測大模場有源光纖相熔接。

7、優(yōu)選地，待測大模場有源光纖的初始長度為10～20cm，待測大模場有源光纖經(jīng)第n次截短處理之后的剩余長度大于或等于1cm，n為大于或等于1的正整數(shù)；待測大模場有源光纖進(jìn)行每次截短處理的截取長度為3～5cm。

8、相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量方法，方法包括：

9、s10，提供如上任一項的測量裝置，將待測大模場有源光纖連接到包層模濾除器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間；

10、s20，通過種子光源輸出種子信號光，使種子信號光經(jīng)待測大模場有源光纖進(jìn)入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)測得待測大模場有源光纖的光功率；

11、s30，對待測大模場有源光纖進(jìn)行截短處理，并記錄待測大模場有源光纖的截取長度；

12、s40，將截短后的待測大模場有源光纖連接到包層模濾除器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間；

13、s50，通過種子光源輸出種子信號光，使種子信號光經(jīng)截短后的待測大模場有源光纖進(jìn)入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)測得截短后的待測大模場有源光纖的光功率；

14、s60，根據(jù)待測大模場有源光纖在每次截短處理前后的光功率變化量、每次截短處理的截取長度、待測大模場有源光纖的纖芯層面積和內(nèi)包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數(shù)。

15、優(yōu)選地，s60步驟具體包括：

16、s601，根據(jù)待測大模場有源光纖在第n次截短處理前后的光功率變化量以及第n次截短處理的截取長度得到待測大模場有源光纖經(jīng)過第n次截短處理之后的光纖包層系數(shù)，n為大于或等于1的正整數(shù)；

17、s602，根據(jù)光纖包層系數(shù)、待測大模場有源光纖的纖芯層面積和內(nèi)包層面積得到待測大模場有源光纖經(jīng)過第n次截短處理之后的纖芯吸收系數(shù)。

18、優(yōu)選地，s601步驟中，待測大模場有源光纖經(jīng)過第n次截短處理之后的光纖包層系數(shù)的計算公式如下：

19、；

20、其中，n表示待測大模場有源光纖經(jīng)過第n次截短處理之后對波長為λ的種子信號光的光纖包層系數(shù)，pn表示待測大模場有源光纖經(jīng)過第n次截短處理之后的光功率，pn-1表示待測大模場有源光纖經(jīng)過第n-1次截短處理之后的光功率，表示待測大模場有源光纖在第n次截短處理時的截取長度。

21、優(yōu)選地，s602步驟中，纖芯吸收系數(shù)的計算公式如下：

22、；

23、其中，表示待測大模場有源光纖經(jīng)過第n次截短處理之后對波長為λ的種子信號光的纖芯吸收系數(shù)，s表示待測大模場有源光纖的纖芯層面積，s表示待測大模場有源光纖的內(nèi)包層面積。

24、優(yōu)選地，s602步驟之后還包括：對第1~n次截短處理之后的多組纖芯吸收系數(shù)取平均值處理，得到平均纖芯吸收系數(shù)，平均纖芯吸收系數(shù)的計算公式如下：

25、；

26、其中，表示待測大模場有源光纖對波長為λ的種子信號光的平均纖芯吸收系數(shù)，k表示待測大模場有源光纖經(jīng)過第k次截短處理之后對波長為λ的種子信號光的纖芯吸收系數(shù)，1≤k≤n，且k為正整數(shù)。

27、本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供了一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置及其測量方法，上述測量裝置包括沿輸入端至輸出端的方向依次連接的種子光源、可調(diào)節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包層模濾除器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖，其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于檢測待測大模場有源光纖輸出的光功率，并根據(jù)待測大模場有源光纖在每次截短處理后的光功率變化量、每次截短處理的截取長度、待測大模場有源光纖的纖芯層面積和內(nèi)包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數(shù)；本發(fā)明提供的大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)檢測待測大模場有源光纖輸出的光功率，并根據(jù)待測大模場有源光纖在每次截短處理后的光功率變化量、每次截短處理的截取長度、待測大模場有源光纖的纖芯層面積和內(nèi)包層面積能夠精準(zhǔn)地測量待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數(shù)；同時上述測量裝置的結(jié)構(gòu)簡單，使用的待測大模場有源光纖較短，便于對待測大模場有源光纖進(jìn)行大批量的抽檢測試，有利于降低測試成本。

技術(shù)特征：

1.一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置，其特征在于，包括沿輸入端至輸出端的方向依次連接的種子光源、可調(diào)節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述包層模濾除器以及所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置，其特征在于，所述種子光源用于輸出所述種子信號光，所述可調(diào)節(jié)光衰減器用于將所述種子信號光的光功率調(diào)整為-20dbm至-10dbm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括第一活動連接器和第二活動連接器，所述第一活動連接器的第一端與所述種子光源連接，所述第一活動連接器的第二端與所述可調(diào)節(jié)光衰減器連接；所述第二活動連接器的第一端與所述可調(diào)節(jié)光衰減器連接，所述第二活動連接器的第二端與所述包層模濾除器的第一端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括與所述待測大模場有源光纖的結(jié)構(gòu)相匹配的無源光纖，所述無源光纖的第一端與所述包層模濾除器的第二端連接，所述無源光纖的第二端與所述待測大模場有源光纖相熔接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置，其特征在于，所述待測大模場有源光纖的初始長度為10～20cm，所述待測大模場有源光纖經(jīng)第n次截短處理之后的剩余長度大于或等于1cm，n為大于或等于1的正整數(shù)；所述待測大模場有源光纖進(jìn)行每次截短處理的截取長度為3～5cm。

6.一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述s60步驟具體包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述s601步驟中，所述待測大模場有源光纖經(jīng)過第n次截短處理之后的所述光纖包層系數(shù)的計算公式如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述s602步驟中，所述纖芯吸收系數(shù)的計算公式如下：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量方法，其特征在于，所述s602步驟之后還包括：對第1~n次截短處理之后的多組所述纖芯吸收系數(shù)取平均值處理，得到平均纖芯吸收系數(shù)，所述平均纖芯吸收系數(shù)的計算公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種大模場有源光纖纖芯吸收系數(shù)的測量裝置及其測量方法，上述測量裝置包括沿輸入端至輸出端的方向依次連接的種子光源、可調(diào)節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包層模濾除器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖，其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于檢測待測大模場有源光纖輸出的光功率，并根據(jù)待測大模場有源光纖在每次截短處理后的光功率變化量、每次截短處理的截取長度、待測大模場有源光纖的纖芯層面積和內(nèi)包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數(shù)；本發(fā)明提供的測量裝置能夠精準(zhǔn)地測量待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數(shù)，且結(jié)構(gòu)簡單，使用的待測大模場有源光纖較短，便于進(jìn)行大批量的抽檢測試。

技術(shù)研發(fā)人員：賈宇豪,陳陽,褚應(yīng)波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢長進(jìn)光子技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19