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的測量裝置及其測量方法。

背景技術：

1、光纖作為在光纖通信、光纖傳感和激光技術領域的重要材料，近年來隨著這些領域的飛速發(fā)展，有源光纖材料在軍事，醫(yī)療，勘探和通信等領域得到了廣泛的應用。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，在各個領域都得到了青睞。其中有源光纖中纖芯吸收系數是一個重要的參數，有源光纖作為光纖激光器中的有源增益介質，它的纖芯吸收系數直接決定了有源光纖在光纖激光器中的使用長度，進而間接地影響了光纖激光器的結構。

2、一般小芯徑的光纖纖芯吸收系數測試在目前行業(yè)內已經是成熟的技術，但是大芯徑的纖芯吸收系數一般比較大，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，對于含有基座設計的階躍型大模場光纖，由于其基座設計導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的測量裝置及其測量方法以解決上述技術問題。

技術實現(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的測量裝置及其測量方法，用于改善現(xiàn)有技術不能準確測量大模場有源光纖纖芯吸收系數的技術問題。

2、為解決上述技術問題，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、可調節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數據處理系統(tǒng)，包層模濾除器以及數據處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖；

3、其中，數據處理系統(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包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數。

4、優(yōu)選地，種子光源用于輸出種子信號光，可調節(jié)光衰減器用于將種子信號光的光功率調整為-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節(jié)光衰減器連接；第二活動連接器的第一端與可調節(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構相匹配的無源光纖，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；待測大模場有源光纖進行每次截短處理的截取長度為3～5cm。

8、相應地，本發(fā)明還提供一種大模場有源光纖纖芯吸收系數的測量方法，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據處理系統(tǒng)之間；

10、s20，通過種子光源輸出種子信號光，使種子信號光經待測大模場有源光纖進入數據處理系統(tǒng)中，由數據處理系統(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據處理系統(tǒng)之間；

13、s50，通過種子光源輸出種子信號光，使種子信號光經截短后的待測大模場有源光纖進入數據處理系統(tǒng)中，由數據處理系統(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包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數。

15、優(yōu)選地，s60步驟具體包括：

16、s601，根據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過第n次截短處理之后的光纖包層系數，n為大于或等于1的正整數；

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

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

19、；

20、其中，n表示待測大模場有源光纖經過第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，pn表示待測大模場有源光纖經過第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，纖芯吸收系數的計算公式如下：

22、；

23、其中，表示待測大模場有源光纖經過第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，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取平均值處理，得到平均纖芯吸收系數，平均纖芯吸收系數的計算公式如下：

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，k表示待測大模場有源光纖經過第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，1≤k≤n，且k為正整數。

27、本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術的情況，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、可調節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數據處理系統(tǒng)，包層模濾除器以及數據處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖，其中，數據處理系統(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包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數；本發(fā)明提供的大模場有源光纖纖芯吸收系數的測量裝置通過數據處理系統(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包層面積能夠精準地測量待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數；同時上述測量裝置的結構簡單，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行大批量的抽檢測試，有利于降低測試成本。

技術特征：

1.一種大模場有源光纖纖芯吸收系數的測量裝置，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、可調節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數據處理系統(tǒng)，所述包層模濾除器以及所述數據處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖；

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

3.根據權利要求1所述的大模場有源光纖纖芯吸收系數的測量裝置，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.根據權利要求3所述的大模場有源光纖纖芯吸收系數的測量裝置，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構相匹配的無源光纖，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.根據權利要求1所述的大模場有源光纖纖芯吸收系數的測量裝置，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；所述待測大模場有源光纖進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的測量方法，其特征在于，所述方法包括：

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

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

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

10.根據權利要求9所述大模場有源光纖纖芯吸收系數的測量方法，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取平均值處理，得到平均纖芯吸收系數，所述平均纖芯吸收系數的計算公式如下：

技術總結
本發(fā)明提供了一種大模場有源光纖纖芯吸收系數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、可調節(jié)光衰減器、包層模濾除器以及數據處理系統(tǒng)，包層模濾除器以及數據處理系統(tǒng)之間用于連接待測大模場有源光纖，其中，數據處理系統(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包層面積得到待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數；本發(fā)明提供的測量裝置能夠精準地測量待測大模場有源光纖的纖芯吸收系數，且結構簡單，使用的待測大模場有源光纖較短，便于進行大批量的抽檢測試。

技術研發(fā)人員：賈宇豪,陳陽,褚應波
受保護的技術使用者：武漢長進光子技術股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19