專利名稱：測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置 技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置，尤其是一種利用布 拉格光纖光柵測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]脈沖光纖放大器和激光器日益成為國際上的研究熱點(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 大過程中，由于脈沖峰值功率較高，自相位調(diào)制是放大過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)制引起的信號光譜變化是十分有必要的。[0003]但在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上，測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)光譜儀測量連 續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)光光譜較容易，而在有些應(yīng)用情況下信號光為單脈沖，光譜儀很難捕捉到信號 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)。[0004]因此設(shè)計(jì)一種測量高峰值功率單脈沖信號光譜的方法是十分有必要的。發(fā)明內(nèi)容[0005]為了克服已有的高峰值功率單脈沖信號光譜的測量設(shè)備存在的捕捉單脈沖信號 難、成本高的問題，本實(shí)用新型提供一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡單、價(jià)格低廉、具有通用性的測量高峰 值功率單脈沖信號光譜的裝置。[0006]本實(shí)用新型所述的測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置，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)信號輸出端連接，所述的2X I波分復(fù) 用器的信號輸入端連接第一隔離器、另一個(gè)信號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)用器的信號輸入端上，所述的1X2波分復(fù)用器的信號輸出 端分別連接所述的光譜儀和所述的PIN光電探測器；所述的PIN光電探測器的信號輸出端 連接示波器。[0007]所述的光譜儀采用MS9710 C光譜儀。[0008]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。[0009]所述的支架的一端設(shè)置螺旋千分尺。[0010]所述的測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置的輸入信號采用重復(fù)頻率為1Hz， 中心波長為1053nm,峰值功率在千瓦量級,脈沖寬度100皮秒的脈沖信號作為輸入信號。[0011]使用時(shí)，首先關(guān)閉脈沖信號源，打開寬帶熒光源，用光譜儀測量布拉格光纖光柵的 中心波長，然后關(guān)閉寬帶熒光源，接入脈沖信號源，對應(yīng)于光柵布拉格波長的光具有最大反 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光電探測器，并在示波 器上顯示，記錄對應(yīng)于此時(shí)光柵布拉格波長的脈沖信號峰谷值，然后略微調(diào)節(jié)螺旋千分尺， 對布拉格光纖光柵施加應(yīng)力，改變光柵布拉格波長，重復(fù)以上操作，觀測和記錄光柵布拉格 波長和對應(yīng)的信號峰谷值，最后描出波長-脈沖峰谷值的曲線，由于信號峰谷值正比于信 號平均功率，即得到該輸入脈沖信號的光譜圖。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是通過改變布拉格光纖光柵的周期，改變布拉格光柵波 長，適用于具有不用中心波長的信號，尤其對測量高峰值功率單脈沖信號光譜具有明顯的 優(yōu)勢，解決了普通光譜儀單脈沖信號難捕捉的問題，可廣泛應(yīng)用在觀測單脈沖信號光譜的 領(lǐng)域，如百皮秒單脈沖信號放大時(shí)，觀測非線性效應(yīng)對光譜特性的影響；同時(shí)也可以用于測 量連續(xù)光和準(zhǔn)連續(xù)光，其通用性較強(qiáng)，當(dāng)測量連續(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)簡單，價(jià)格低廉，有望在對精度要求不是很高的領(lǐng)域應(yīng) 用。


[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖(圖中箭頭方向代表輸入信號傳輸方向)。
具體實(shí)施方式
[0014]
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型[0015]參照附圖[0016]實(shí)施I本實(shí)用新型所述的測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置，包括布拉格光 纖光柵1、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)信號輸出端連接，所述 的2X1波分復(fù)用器4的信號輸入端連接第一隔離器6、另一個(gè)信號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1X2波分復(fù)用器5的信號輸入端上，所述的1X2 波分復(fù)用器5的信號輸出端分別連接所述的光譜儀8和所述的PIN光電探測器9 ;所述的 PIN光電探測器9的信號輸出端連接示波器。[0017]所述的光譜儀8采用MS9710 C光譜儀。[0018]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。[0019]所述的支架3的一端設(shè)置螺旋千分尺31。[0020]所述的測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置的輸入信號采用重復(fù)頻率為1Hz， 中心波長為1053nm,峰值功率在千瓦量級,脈沖寬度100皮秒的脈沖信號作為輸入信號。[0021]使用時(shí)，首先關(guān)閉脈沖信號源，打開寬帶熒光源2，用光譜儀8測量布拉格光纖光 柵I的中心波長，然后關(guān)閉寬帶熒光源2，接入脈沖信號源，對應(yīng)于光柵布拉格波長的光具 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1X2波分復(fù)用器5進(jìn)入PIN 光電探測器9，并在示波器上顯示，記錄對應(yīng)于此時(shí)光柵布拉格波長的脈沖信號峰谷值，然 后略微調(diào)節(jié)螺旋千分尺，對布拉格光纖光柵I施加應(yīng)力，改變光柵布拉格波長，重復(fù)以上操作，觀測和記錄光柵布拉格波長和對應(yīng)的信號峰谷值，最后描出波長-脈沖峰谷值的曲線， 由于信號峰谷值正比于信號平均功率，即得到該輸入脈沖信號的光譜圖。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(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，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置，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)信號輸出端連接，所述的2X1波分復(fù)用器的信號輸入端連接第一隔離器、另一個(gè)信號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)用器的信號輸入端上，所述的1X2波分復(fù)用器的信號輸出端分別連接所述的光譜儀和所述的PIN光電探測器；所述的PIN光電探測器的信號輸出端連接示波器。
2.如權(quán)利要求1所述的測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置，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所述的測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置，其特征在于所述的支架的一端設(shè)置螺旋千分尺。
專利摘要測量高峰值功率單脈沖信號光譜的裝置，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)信號輸出端連接，所述的2×1波分復(fù)用器的信號輸入端連接第一隔離器、另一個(gè)信號輸出端連接第二隔離器，所述的1×2波分復(fù)用器的信號輸出端分別連接所述的光譜儀和所述的PIN光電探測器；所述的PIN光電探測器的信號輸出端連接示波器。本實(shí)用新型有益效果是克服普通光譜儀單脈沖信號難捕捉、承受最大光功率有限的缺點(diǎn)；適于不用中心波長信號；結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號G01J11/00GK202836772SQ20122039429
公開日2013年3月27日 申請日期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 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)