專利名稱：檢測光學器件光譜特性的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于光學檢測技術領域，特別涉及了一種基于傅立葉域鎖模光纖激光器的
檢測光學器件光譜特性的方法，以及實現該方法的裝置。
背景技術：
光譜特性是光學器件最重要的特性之一，是評價光學器件性能的重要指標。光學
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
周期光纖光柵等各種濾波器，其核心的特性表現為該器件的透射光譜或者反射光譜；像光
纖耦合器、光纖波分復用等器件，其重要的特性表現為該器件的工作光譜范圍。 在光學檢測技術領域，檢測光學器件光譜特性最為成熟的技術方案是采用寬帶光
源和光譜分析儀器來實現光學器件光譜特性檢測。目前，在一定光譜范圍內的寬帶光源技
術已經非常成熟，寬帶光源的價格也是比較低廉的。然而商用的光譜分析儀器價格高昂，普
通用戶很難承擔其費用。構成光譜分析儀器的主要器件包括精密的光柵系統和CCD系統，
其成本很難再降下來。因此，基于寬帶光源和光譜分析儀器檢測光學器件光譜特性的技術
方案由于其成本高昂而限制了其大規模的應用。發明一種適合于普通用戶的、價格低廉的
檢測光學器件光譜特性方法及裝置具有重要意義。
發明內容
本發明就是針對現有技術的不足，提出了一種基于傅立葉域鎖模光纖激光器的檢 測光學器件光譜特性的方法，同時提供了實現該方法的裝置。
本發明的方法包括以下步驟 步驟(1)根據待測量光學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該能夠覆蓋 待測量光學器件的光譜范圍； 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輸出 端口和一個光電探頭的輸入端口光纖連接，將光纖功分器的另一個輸出端口和待測量光學 器件的輸入端口光纖連接；待測量光學器件的輸出端口和另一個光電探頭的輸入端口光纖 連接；兩個光電探頭的輸出端口分別與數據處理模塊信號連接； 步驟(3)傅立葉域鎖模光纖激光器輸出激光的波長隨時間變化，從光纖功分器的
一個輸出端口輸出的激光進入光電探頭后由數據處理模塊獲得參考信號Iref = fref(t)= F^(A)，其中f^(t)為參考信號時間函數，F^(入)為參考信號波長函數；從光纖功分器的 另一個輸出的激光直接接光電探頭，獲得測量信號Is = fs(t) = Fs(A)，fs(t)為測量信號 時間函數，FJA)為測量信號波長函數；待測量光學器件的透射光譜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數據處理模塊進行數據處理獲得測量結果均為現有成熟技術。 實現本發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、數據處理模塊。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；光纖功分器的一個輸出端口 和一個光電探頭的輸入端口光纖連接，光纖功分器的另一個輸出端口和待測量光學器件的 輸入端口光纖連接；待測量光學器件的輸出端口和另一個光電探頭的輸入端口光纖連接； 兩個光電探頭的輸出端口分別與數據處理模塊信號連接。 本發明主要適用于測量帶光纖接口的光學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間變化的特性，通過待測量光學器件的透射測量信號和 參考信號的比較來獲得待測量光學器件的光譜特性，而搭建傅立葉域鎖模光纖激光器以及 通過數據處理模塊進行數據處理獲得測量結果均為現有成熟技術。本發明的測量范圍大， 成本低廉，方法簡單。
圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為實施例中薩克納德光纖環形器件的透射光譜圖。
具體實施例方式
如圖1所示，檢測光學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和數據處理模塊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的輸入端口通過光纖連接；光纖功分器3的一個輸 出端口與第一光電探頭5-1的輸入端口通過光纖連接，光纖功分器3的另一個輸出端口與 待測量光學器件4的輸入通過端口光纖連接；待測量光學器件4的輸出端口與第二光電探 頭5-2的輸入端口通過光纖連接；第一光電探頭5-1和第二光電探頭5-2分別與數據處理 模塊6信號連接。待測量光學器件4可以為薩克納德光纖環形器、光纖布拉格光柵、長周期 光纖光柵、波分復用器、光纖FP濾波器等。本實施例中選用薩克納德光纖環形器進行說明
利用該檢測裝置的具體檢測方法包括以下步驟 (1)根據待測量薩克納德光纖環形器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)，已經覆蓋待測量的光學器件的光譜范圍。
(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的另一個輸出端口和待 測量薩克納德光纖環形器4的輸入端口光纖連接；待測量薩克納德光纖環形器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 與數據處理模塊6信號連接。 (3)傅立葉域鎖模光纖激光器1輸出激光的波長隨時間變化，從光纖功分器3的一 個端口輸出的激光經過待測量薩克納德光纖環形器4進入第二光電探頭5-2，可以從處理
4模塊獲得一個測量信號Is = fs(t) = FS(A);從光纖功分器的另一個輸出的激光直接與第 一光電探頭5-l光纖連接，可以獲得一個參考信號IMf=fMf(t) =FMf(A);則待測量光學
器件的透射光譜T表示為 T= Is_Iref = Fs(A)-Fref(A) 即獲得如圖2所示的待測量薩克納德光纖環形器的透射光譜圖。 本發明利用了近年來剛剛被發展起來的傅立葉域鎖模光纖激光器，通過設計合理
的檢測系統，提出了檢測光學器件光譜特性的新技術方案。本發明沒有涉及到目前主要的
光譜分析儀器，大大地降低了測量成本。本發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，成本低廉。
權利要求
檢測光學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)根據待測量光學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量光學器件的光譜范圍；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輸出端口和一個光電探頭的輸入端口光纖連接，將光纖功分器的另一個輸出端口和待測量光學器件的輸入端口光纖連接；待測量光學器件的輸出端口和另一個光電探頭的輸入端口光纖連接；兩個光電探頭的輸出端口分別與數據處理模塊信號連接；步驟(3)傅立葉域鎖模光纖激光器輸出激光的波長隨時間變化，從光纖功分器的一個輸出端口輸出的激光進入光電探頭后由數據處理模塊獲得參考信號Iref＝fref(t)＝Fref(λ)，其中fref(t)為參考信號時間函數，Fref(λ)為參考信號波長函數；從光纖功分器的另一個輸出的激光直接接光電探頭，獲得測量信號Is＝fs(t)＝Fs(λ)，fs(t)為測量信號時間函數，Fs(λ)為測量信號波長函數；則待測量光學器件的透射光譜T為T＝Is-Iref＝Fs(λ)-Fref(λ)。
2. 檢測光學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、數據處理模塊，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 器的一個輸出端口和一個光電探頭的輸入端口光纖連接，光纖功分器的另一個輸出端口和 待測量光學器件的輸入端口光纖連接；待測量光學器件的輸出端口和另一個光電探頭的輸 入端口光纖連接；兩個光電探頭的輸出端口分別與數據處理模塊信號連接。
全文摘要
本發明涉及檢測光學器件光譜特性的方法及裝置。現有檢測儀器結構復雜、價格昂貴。本發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，然后將待檢測光學元器件與檢測裝置連接，最后根據數據處理模塊得到的參考信號和測量信號計算出待檢測光學器件光譜。本發明的裝置中傅立葉域鎖模光纖激光器發出的激光經光隔離器和光纖功分器后分為兩路，一路經待檢測光學元器件和光電探頭后與數據處理模塊連接；另一路經另一個光電探頭后與數據處理模塊連接。本發明的測量范圍大，成本低廉，方法簡單。
文檔編號G01M11/02GK101776518SQ20101003965
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月12日 優先權日2010年1月12日
發明者陳達如 申請人:浙江師范大學