專(zhuān)利名稱(chēng)：檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種基于傅立葉域鎖模光纖激光器的
檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的方法，以及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
光譜特性是光學(xué)器件最重要的特性之一，是評(píng)價(jià)光學(xué)器件性能的重要指標(biāo)。光學(xué)
器件的光譜特性包括其透射光譜和反射光譜。比如在光纖器件方面，像光纖布拉格光柵、長(zhǎng)
周期光纖光柵等各種濾波器，其核心的特性表現(xiàn)為該器件的透射光譜或者反射光譜；像光
纖耦合器、光纖波分復(fù)用等器件，其重要的特性表現(xiàn)為該器件的工作光譜范圍。 在光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性最為成熟的技術(shù)方案是采用寬帶光
源和光譜分析儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件光譜特性檢測(cè)。目前，在一定光譜范圍內(nèi)的寬帶光源技
術(shù)已經(jīng)非常成熟，寬帶光源的價(jià)格也是比較低廉的。然而商用的光譜分析儀器價(jià)格高昂，普
通用戶(hù)很難承擔(dān)其費(fèi)用。構(gòu)成光譜分析儀器的主要器件包括精密的光柵系統(tǒng)和CCD系統(tǒng)，
其成本很難再降下來(lái)。因此，基于寬帶光源和光譜分析儀器檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的技術(shù)
方案由于其成本高昂而限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。發(fā)明一種適合于普通用戶(hù)的、價(jià)格低廉的
檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性方法及裝置具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于傅立葉域鎖模光纖激光器的檢 測(cè)光學(xué)器件光譜特性的方法，同時(shí)提供了實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
本發(fā)明的方法包括以下步驟 步驟(1)根據(jù)待測(cè)量光學(xué)器件的工作光譜范圍選擇合適的傅立葉域鎖模光纖激 光器、光隔離器、光纖功分器和光電探頭，所選擇的上述器件的工作光譜范圍應(yīng)該能夠覆蓋 待測(cè)量光學(xué)器件的光譜范圍； 步驟(2)將傅立葉域鎖模光纖激光器的輸出端口和光隔離器的輸入端口光纖連 接；將光隔離器的輸出端口和光纖功分器的輸入端口光纖連接；將光纖功分器的一個(gè)輸出 端口和一個(gè)光電探頭的輸入端口光纖連接，將光纖功分器的另一個(gè)輸出端口和待測(cè)量光學(xué) 器件的輸入端口光纖連接；待測(cè)量光學(xué)器件的輸出端口和另一個(gè)光電探頭的輸入端口光纖 連接；兩個(gè)光電探頭的輸出端口分別與數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接； 步驟(3)傅立葉域鎖模光纖激光器輸出激光的波長(zhǎng)隨時(shí)間變化，從光纖功分器的
一個(gè)輸出端口輸出的激光進(jìn)入光電探頭后由數(shù)據(jù)處理模塊獲得參考信號(hào)Iref = fref(t)= F^(A)，其中f^(t)為參考信號(hào)時(shí)間函數(shù)，F(xiàn)^(入)為參考信號(hào)波長(zhǎng)函數(shù)；從光纖功分器的 另一個(gè)輸出的激光直接接光電探頭，獲得測(cè)量信號(hào)Is = fs(t) = Fs(A)，fs(t)為測(cè)量信號(hào) 時(shí)間函數(shù)，F(xiàn)JA)為測(cè)量信號(hào)波長(zhǎng)函數(shù)；待測(cè)量光學(xué)器件的透射光譜T表示為
T= Is-Iref 二Fs(入)-Fref(入) 搭建傅立葉域鎖模光纖激光器以及通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理獲得測(cè)量結(jié)果均為現(xiàn)有成熟技術(shù)。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置包括傅立葉域鎖模光纖激光器、光隔離器、光纖功分器、光 電探頭、數(shù)據(jù)處理模塊。傅立葉域鎖模光纖激光器輸出端口和光隔離器的輸入端口光纖連 接；光隔離器的輸出端口和光纖功分器的輸入端口光纖連接；光纖功分器的一個(gè)輸出端口 和一個(gè)光電探頭的輸入端口光纖連接，光纖功分器的另一個(gè)輸出端口和待測(cè)量光學(xué)器件的 輸入端口光纖連接；待測(cè)量光學(xué)器件的輸出端口和另一個(gè)光電探頭的輸入端口光纖連接； 兩個(gè)光電探頭的輸出端口分別與數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接。 本發(fā)明主要適用于測(cè)量帶光纖接口的光學(xué)器件的透射光譜特性，利用了傅立葉域 鎖模光纖激光器輸出激光光譜隨時(shí)間變化的特性，通過(guò)待測(cè)量光學(xué)器件的透射測(cè)量信號(hào)和 參考信號(hào)的比較來(lái)獲得待測(cè)量光學(xué)器件的光譜特性，而搭建傅立葉域鎖模光纖激光器以及 通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理獲得測(cè)量結(jié)果均為現(xiàn)有成熟技術(shù)。本發(fā)明的測(cè)量范圍大， 成本低廉，方法簡(jiǎn)單。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為實(shí)施例中薩克納德光纖環(huán)形器件的透射光譜圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的裝置包括傅立葉域鎖模光纖激光器1、光隔 離器2、光纖功分器3、第一光電探頭5-l、第二光電探頭5-2和數(shù)據(jù)處理模塊6。
傅立葉域鎖模光纖激光器1的輸出端口與光隔離器2的輸入端口通過(guò)光纖連接； 光隔離器2的輸出端口與光纖功分器3的輸入端口通過(guò)光纖連接；光纖功分器3的一個(gè)輸 出端口與第一光電探頭5-1的輸入端口通過(guò)光纖連接，光纖功分器3的另一個(gè)輸出端口與 待測(cè)量光學(xué)器件4的輸入通過(guò)端口光纖連接；待測(cè)量光學(xué)器件4的輸出端口與第二光電探 頭5-2的輸入端口通過(guò)光纖連接；第一光電探頭5-1和第二光電探頭5-2分別與數(shù)據(jù)處理 模塊6信號(hào)連接。待測(cè)量光學(xué)器件4可以為薩克納德光纖環(huán)形器、光纖布拉格光柵、長(zhǎng)周期 光纖光柵、波分復(fù)用器、光纖FP濾波器等。本實(shí)施例中選用薩克納德光纖環(huán)形器進(jìn)行說(shuō)明
利用該檢測(cè)裝置的具體檢測(cè)方法包括以下步驟 (1)根據(jù)待測(cè)量薩克納德光纖環(huán)形器4的工作光譜范圍(1540nm-1560nm)選用合 適的傅立葉域鎖模光纖激光器1、光隔離器2、光纖功分器3和光電探頭，上述選用的器件的 工作光譜范圍為(1530nm-1570nm)，已經(jīng)覆蓋待測(cè)量的光學(xué)器件的光譜范圍。
(2)將傅立葉域鎖模光纖激光器1的輸出端口和光隔離器2的輸入端口光纖連接； 將光隔離器2的輸出端口和光纖功分器3的輸入端口光纖連接；將光纖功分器3的一個(gè)輸 出端口和第一光電探頭5-1的輸入端口光纖連接，將光纖功分器3的另一個(gè)輸出端口和待 測(cè)量薩克納德光纖環(huán)形器4的輸入端口光纖連接；待測(cè)量薩克納德光纖環(huán)形器4的輸出端 口和第二光電探頭5-2的輸入端口光纖連接；第一光電探頭5-1和第二光電探頭5-2分別 與數(shù)據(jù)處理模塊6信號(hào)連接。 (3)傅立葉域鎖模光纖激光器1輸出激光的波長(zhǎng)隨時(shí)間變化，從光纖功分器3的一 個(gè)端口輸出的激光經(jīng)過(guò)待測(cè)量薩克納德光纖環(huán)形器4進(jìn)入第二光電探頭5-2，可以從處理
4模塊獲得一個(gè)測(cè)量信號(hào)Is = fs(t) = FS(A);從光纖功分器的另一個(gè)輸出的激光直接與第 一光電探頭5-l光纖連接，可以獲得一個(gè)參考信號(hào)IMf=fMf(t) =FMf(A);則待測(cè)量光學(xué)
器件的透射光譜T表示為 T= Is_Iref = Fs(A)-Fref(A) 即獲得如圖2所示的待測(cè)量薩克納德光纖環(huán)形器的透射光譜圖。 本發(fā)明利用了近年來(lái)剛剛被發(fā)展起來(lái)的傅立葉域鎖模光纖激光器，通過(guò)設(shè)計(jì)合理
的檢測(cè)系統(tǒng)，提出了檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的新技術(shù)方案。本發(fā)明沒(méi)有涉及到目前主要的
光譜分析儀器，大大地降低了測(cè)量成本。本發(fā)明采用的裝置是光纖兼容的，特別適合光纖器
件的光譜檢測(cè)，成本低廉。
權(quán)利要求
檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟(1)根據(jù)待測(cè)量光學(xué)器件的工作光譜范圍選擇傅立葉域鎖模光纖激光器、光隔離器、光纖功分器和光電探頭，所選擇的上述器件的工作光譜范圍能夠覆蓋待測(cè)量光學(xué)器件的光譜范圍；步驟(2)將傅立葉域鎖模光纖激光器的輸出端口和光隔離器的輸入端口光纖連接；將光隔離器的輸出端口和光纖功分器的輸入端口光纖連接；將光纖功分器的一個(gè)輸出端口和一個(gè)光電探頭的輸入端口光纖連接，將光纖功分器的另一個(gè)輸出端口和待測(cè)量光學(xué)器件的輸入端口光纖連接；待測(cè)量光學(xué)器件的輸出端口和另一個(gè)光電探頭的輸入端口光纖連接；兩個(gè)光電探頭的輸出端口分別與數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接；步驟(3)傅立葉域鎖模光纖激光器輸出激光的波長(zhǎng)隨時(shí)間變化，從光纖功分器的一個(gè)輸出端口輸出的激光進(jìn)入光電探頭后由數(shù)據(jù)處理模塊獲得參考信號(hào)Iref＝fref(t)＝Fref(λ)，其中fref(t)為參考信號(hào)時(shí)間函數(shù)，F(xiàn)ref(λ)為參考信號(hào)波長(zhǎng)函數(shù)；從光纖功分器的另一個(gè)輸出的激光直接接光電探頭，獲得測(cè)量信號(hào)Is＝fs(t)＝Fs(λ)，fs(t)為測(cè)量信號(hào)時(shí)間函數(shù)，F(xiàn)s(λ)為測(cè)量信號(hào)波長(zhǎng)函數(shù)；則待測(cè)量光學(xué)器件的透射光譜T為T(mén)＝Is-Iref＝Fs(λ)-Fref(λ)。
2. 檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的裝置包括傅立葉域鎖模光纖激光器、光隔離器、光纖功分器、光電探頭、數(shù)據(jù)處理模塊，其特征在于傅立葉域鎖模光纖激光器輸出端口和光隔離器 的輸入端口光纖連接；光隔離器的輸出端口和光纖功分器的輸入端口光纖連接；光纖功分 器的一個(gè)輸出端口和一個(gè)光電探頭的輸入端口光纖連接，光纖功分器的另一個(gè)輸出端口和 待測(cè)量光學(xué)器件的輸入端口光纖連接；待測(cè)量光學(xué)器件的輸出端口和另一個(gè)光電探頭的輸 入端口光纖連接；兩個(gè)光電探頭的輸出端口分別與數(shù)據(jù)處理模塊信號(hào)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及檢測(cè)光學(xué)器件光譜特性的方法及裝置?，F(xiàn)有檢測(cè)儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。本發(fā)明方法首先選擇合適的傅立葉域鎖模光纖激光器、光隔離器、光纖功分器和光電探頭，然后將待檢測(cè)光學(xué)元器件與檢測(cè)裝置連接，最后根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊得到的參考信號(hào)和測(cè)量信號(hào)計(jì)算出待檢測(cè)光學(xué)器件光譜。本發(fā)明的裝置中傅立葉域鎖模光纖激光器發(fā)出的激光經(jīng)光隔離器和光纖功分器后分為兩路，一路經(jīng)待檢測(cè)光學(xué)元器件和光電探頭后與數(shù)據(jù)處理模塊連接；另一路經(jīng)另一個(gè)光電探頭后與數(shù)據(jù)處理模塊連接。本發(fā)明的測(cè)量范圍大，成本低廉，方法簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01M11/02GK101776518SQ20101003965
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者陳達(dá)如 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)