光纤放大器自发辐射噪声抑制实验装置及系统、工艺的制作方法

本发明涉及光纤放大器自发辐射噪声抑制实验装置及系统、工艺，可用于进行光纤放大器自发辐射噪声抑制效果实验的测试。

背景技术：

在激光产生的过程中，处于上能级的粒子会自发地向下能级跃迁，产生自发辐射，成为放大器的主要噪声来源。在高功率光纤激光器或放大器中，自发辐射沿着增益光纤被放大，形成自发辐射噪声(ase)。由于光纤优良的波导特性和自发辐射的宽带特性，处于光纤数值孔径内的ase均可沿光纤低损耗传输，从而形成大量正反向传输的宽带ase。在基于主振功率放大(mopa)结构的脉冲光纤放大器中，ase会被逐级放大，特别是在低重复频率条件下，由于脉冲间隔较长，其间隔期间由于抽运而储存的能量会被ase提取，从而消耗大量的上能级粒子数，导致信号脉冲对能量的提取率降低，使得ase功率迅速增大；此外，由于光纤端面对ase波段的反射，容易诱发寄生振荡。与此同时，前向传输的ase对信号脉冲构成了宽带噪声，而后向传输的ase会损坏前端器件，影响放大器的输出性能。影响ase功率大小的因素有增益光纤参数、重复频率、信号功率、信号脉宽、抽运脉宽、端面反射率、滤波器参数以及系统结构等多种因素。决定ase功率大小的因素有很多，任何参数的调整都有可能带来噪声的变化，即便是改变光纤的摆放形状都有可能改变噪声的大小。如何解决自发辐射噪声常与其它多种噪声叠加在一起，不易于测量成为急需解决的技术问题。本发明提出的实验装置采用模块化的结构设计，便于调节系统中各部分参数以实现对自发辐射噪声抑制效果的实验。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种光纤放大器自发辐射噪声抑制实验装置及系统、工艺。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明包括依次通讯连接的光源、前部滤波单元、放大单元、后部滤波单元及光探测单元；

光源采用1550nm或1064nm波段的参数可调的激光器；

前部滤波单元与后部滤波单元均设置有光纤接口，可扩展自由接入带通滤波片、带通滤波器、声光调制器或光栅等，以方便进行实验，其主要用于滤除光源中附带的噪声信号以及放大后的光信号中的噪声信号。

放大单元设置光纤接口，可根据需求自行添加放大级数。其中每级又应包含供添加隔离器、前置滤波器、后置滤波器、泵浦激光器等实验所需器件的接入端口。其中泵浦激光器接入端口应包含前向泵浦及后向泵浦端口。

光探测单元预留接口以方便采用不同设备对输出光进行功率、光谱等参数进行测量。

其中放大单元中的隔离器是允许光向一个方向通过而阻止向相反方向通过的器件，主要作用为隔离后级光路中的反向光强，防止前级器件损伤。

前置滤波和后置滤波可采用不同形式的滤波器件，主要用于滤除前级产生的噪声信号以及防止本级噪声信号传送至后级，此部分均采用自由接口，可自由更换器件，也可放弃使用。

泵浦激光器为放大单元核心器件，设置自由端口可选择不同型号泵浦激光器，同时也可选用不同性质掺杂光纤。泵浦激光器接口设置前向泵浦与后向泵浦两种接口。

该发明光源、前部滤波单元、放大单元、后部滤波单元和光探测单元五个主要部分。其中放大单元又应包含供添加隔离器、前置滤波器、后置滤波器、泵浦激光器等实验所需器件的接入端口。装置中各模块均设置自由端口可根据实验需求任意接入不同种类、参数的器件以方便对放大器的自发辐射噪声抑制效果进行实验。其中，

激光器作为光源输出激光，光源可更换，且参数可调。激光波长及功率可调，由此可自由设计后续各单元器件种类及参数；

前部滤波单元设置光纤接口，可自由接入带通滤波片、带通滤波器、声光调制器或光栅等不同器件以方便进行实验。主要用于滤除光源中附带的噪声信号；

光隔离器主要作用为隔离后级光路中的反向光强，防止前级器件损伤；

前置滤波主要滤除前级光路中的噪声信号；

泵浦激光器主要为光纤放大提供泵浦能量；泵浦激光器种类可选、泵浦功率可调；泵浦激光器的输出波长应与掺杂光纤参数匹配；s6光信号经过掺杂光纤后，能量被放大；掺杂光纤属性应与光源参数匹配；掺杂光纤长度应可选；

后置滤波主要作用为滤除本级放大单元产生的自发辐射噪声；

后部滤波单元设置光纤接口，可自由接入带通滤波片、带通滤波器、声光调制器或光栅等不同器件以方便进行实验。主要用于滤除放大后的光信号中的噪声信号；

光探测单元主要作用是对输出光进行功率、光谱等参数进行测量，但不限于此。

光探测单元可由光功率计和、光谱分析仪和光电传感器等器件构成，但不限于此。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。本发明设置自由端口，方便实验。

附图说明

图1是本发明的整体使用结构示意图。

图2是本发明的放大单元结构示意图。

图3是本发明的整体结构示意图。

图4是本发明的外购件上料装置结构示意图。

图5是本发明的条带牵拉装置使用结构示意图。

图6是本发明的二次盘卷装置结构示意图。

图7是本发明的输入装置使用结构示意图。

图8是本发明的续接装置结构示意图。

其中：1、条带式元器件；2、外购件上料装置；3、条带牵拉装置；4、二次盘卷装置；5、输入装置；6、续接装置；7、缓存装置；8、拆膜装置；9、输出装置；10、外购旋转架；11、外购工作臂；12、外购安装工位；13、外购上料工位；14、外购卸料工位；15、牵拉两侧驱动对辊；16、牵拉间隙直线机构；17、牵拉摆动l推手；18、牵拉限位工艺板；19、牵拉限位挡块；20、牵拉牵头传送带；21、牵拉牵头间隙；22、牵拉牵头推杆；23、牵拉牵头下托手；24、牵拉牵头升降座；25、牵拉牵头弹簧杆部；26、牵拉牵头上夹手；27、牵拉牵头移动下顶斜面；28、牵拉牵头移动上压斜面；29、牵拉牵头终端固定上压导向斜面；30、牵拉牵头前端固定上顶导向斜面；31、二次旋转分度架；32、二次棱柱中心轴；33、二次轴工艺凹槽；34、二次喂入工位；35、二次吐出工位；36、二次上轴工位；37、二次同心机械臂；38、二次伸缩锥体压头；39、二次上料机械手；40、二次吐出弹性导向斜板；41、二次下摆限位块；42、输入旋转架；43、输入送入工位；44、输入工作工位；45、输入卸载工位；46、输入c型口；47、输入轴送入口；48、输入安装孔顶挡板；49、输入前送传送部；50、输入牵拉工位；51、输入牵拉机械手；52、输入出辊轴带；53、缓存弹性托辊；54、缓存弹性挂辊；55、续接承接热塑前粘接夹持部；56、续接托载热塑后粘接夹持部；57、拆膜传送带；58、拆膜导向辊；59、拆膜存储架；60、拆膜上旋转辊轴；61、拆膜下旋转辊轴；62、元件传送带。

具体实施方式

如图1-8所示，本实施例的元件输送系统，条带式元器件1包括线性间隔排列的电子元件，电子元件通过条带式封膜对粘接为一体；

经过盘卷的条带式元器件1一端头a露出，盘卷的条带式元器件1内心部为o，盘卷的条带式元器件1一端头b露出，不在内心部o处，条带式元器件1的折返部c位于内心部o处，展开后，段bc长度短于段ac长度，盘卷时，段bc包裹在盘卷的段ac端内；

条带式元器件1的两侧及端头a、b均具有多余露出于条带式元器件1的封膜；

系统包括盘卷装置和/或舒卷装置。

a)，盘卷装置包括

a1)，外购件上料装置2，用于放置有预制的单线盘卷的条带式元器件1，条带式元器件1的端部a位于盘卷的条带式元器件1内心部o处；

a2)，条带牵拉装置3，用于将条带式元器件1的端头b从外购件上料装置2上直线牵拉；

和/或a3)，二次盘卷装置4，用于将条带式元器件1从折返部c处进行盘卷；

b)，舒卷装置包括

b1)输入装置5，用于承接放置二次盘卷的条带式元器件1；

b2)续接装置6，用于将已舒卷的条带式元器件1的端头b与待舒卷的条带式元器件1的端头a对应侧膜进行粘接，以实现连续舒卷；

b3)缓存装置7，当续接装置6牵拉条带式元器件1的端头b时，至少承载段bc部，缓存的长度应保证在已舒卷的条带式元器件1的端头b与待舒卷的条带式元器件1的端头a对应侧膜进行粘接后，留有缓存量；

b4)拆膜装置8，用于将条带式元器件1从端头a开始，将元件上下两侧的封膜连续拆去；

和/或b5)输出装置9，用于承接放置条带式元器件1已输出的元件。

外购件上料装置2包括外购旋转架10；在外购旋转架10上圆周分布有若干外购工作臂11；外购旋转架10带动外购工作臂11在外购安装工位12、外购上料工位13及外购卸料工位14之间循环衔接；在外购安装工位12，以放置条带式元器件1的成卷，外购上料工位13，用于将条带式元器件1从b端直线输出；在外购卸料工位14，将空载的条带式元器件1的成卷中心轴取出；

条带牵拉装置3包括设置在外购上料工位13输出侧且用于具有二次喂入工位34的牵拉牵头传送带20，在外购上料工位13上下两侧边缘处设置有牵拉两侧驱动对辊15，以通过摩擦带动条带式元器件1的封膜边缘前行；在牵拉牵头传送带20上下两侧对称设置有曲轴连杆机构或推杆驱动的牵拉间隙直线机构16，在牵拉间隙直线机构16端部座下端铰接有牵拉摆动l推手17，在牵拉间隙直线机构16端部座后侧设置有牵拉限位挡块19，在牵拉摆动l推手17的背面设置有牵拉限位工艺板18，以与牵拉限位挡块19对应；

牵拉间隙直线机构16用于带动牵拉摆动l推手17沿着条带式元器件1前行方向直行往复；在后退时，牵拉摆动l推手17向前摆动从条带式元器件1上表面后退到待前行的元器件之后的间隙处；在前行时，牵拉限位工艺板18，用以与牵拉限位挡块19接触，牵拉摆动l推手17推动待前行的元器件后侧，以使得条带式元器件1前行；

在牵拉牵头传送带20之间具有牵拉牵头间隙21，在牵拉牵头传送带20前端设置有牵拉牵头推杆22，牵拉牵头推杆22连接有以进出牵拉牵头间隙21的牵拉牵头下托手23；

在牵拉牵头推杆22上设置有位于牵拉牵头下托手23上方的牵拉牵头升降座24，在牵拉牵头升降座24上升降有牵拉牵头弹簧杆部25，在牵拉牵头弹簧杆部25下端设置有牵拉牵头上夹手26，以下降与牵拉牵头下托手23对应夹持条带式元器件1b端；

在牵拉牵头弹簧杆部25上端设置有沿前行方向前低后高的牵拉牵头移动下顶斜面27，在牵拉牵头移动下顶斜面27上方设置有沿前行方向前低后高的牵拉牵头移动上压斜面28；

在牵拉牵头传送带20的始端设置有牵拉牵头前端固定上顶导向斜面30，以与牵拉牵头移动下顶斜面27压力接触，使得牵拉牵头下托手23与牵拉牵头上夹手26张开等待夹持条带式元器件1b端的喂入；

在牵拉牵头传送带20的终端设置有牵拉牵头终端固定上压导向斜面29，以与牵拉牵头移动上压斜面28压力接触，使得牵拉牵头下托手23与牵拉牵头上夹手26闭合咬紧夹持条带式元器件1b端；

二次盘卷装置4包括旋转设置的二次旋转分度架31，在二次旋转分度架31上圆周阵列放置有旋转的二次棱柱中心轴32，以二次盘卷条带式元器件1；

在二次棱柱中心轴32上设置有二次轴工艺凹槽33，二次旋转分度架31具有二次上轴工位36、二次喂入工位34及二次吐出工位35；

二次上轴工位36，以放置空载的二次棱柱中心轴32；二次棱柱中心轴32的侧面与盘卷条带式元器件1最内侧元件表面相对应贴合；

在二次上轴工位36一侧设置有二次上料机械手39，以进行更换或上装二次棱柱中心轴32到二次旋转分度架31；

二次喂入工位34，位于牵拉牵头传送带20的开口处，条带式元器件1的折返部c位于开口处并进行折合盘卷到二次棱柱中心轴32上；

二次吐出工位35，用于将二次盘卷之后的条带式元器件1输出；

在二次旋转分度架31上安装二次棱柱中心轴32内侧同轴设置有二次同心机械臂37，在二次同心机械臂37上设置有二次伸缩锥体压头38，二次伸缩锥体压头38与二次棱柱中心轴32平行设置；

二次同心机械臂37操控二次伸缩锥体压头38到达盘卷条带式元器件1上方后下压折返部c到二次棱柱中心轴32上，二次棱柱中心轴32与二次伸缩锥体压头38一同旋转，将条带式元器件1缠绕到二次棱柱中心轴32上，同时，牵拉牵头推杆22配套同时向始端行驶并在始端松开，外购件上料装置2配套旋转，当盘卷之后，牵拉牵头推杆22外退回，并通过二次同心机械臂37操控离开；

二次吐出工位35，具有倾斜设置且根部通过扭簧上升复位的二次吐出弹性导向斜板40，在二次吐出弹性导向斜板40下方设置有二次下摆限位块41；空载的二次吐出弹性导向斜板40在扭簧作用下上升，当滚落传送条带式元器件1与二次棱柱中心轴32时，二次吐出弹性导向斜板40克服扭簧力搭在二次下摆限位块41上。

舒卷装置包括输入装置5包括旋转的输入旋转架42；输入旋转架42具有输入送入工位43、输入工作工位44及输入卸载工位45；

在输入旋转架42悬臂端设置有具有侧部输入轴送入口47的输入c型口46，在侧部输入轴送入口47悬臂端具有输入安装孔顶挡板48；

在输入送入工位43，用于放入载有条带式元器件1的二次棱柱中心轴32；侧部输入轴送入口47朝侧向，输入安装孔顶挡板48位于侧部输入轴送入口47上方；

在输入工作工位44，用于直线输出条带式元器件1；侧部输入轴送入口47朝上，输入安装孔顶挡板48位于侧部输入轴送入口47斜下方，以阻挡条带式元器件1滚出；

在输入工作工位44一侧间隔设置有输入前送传送部49，以将条带式元器件1直线输出，在输入工作工位44斜下方设置有输入牵拉工位50，在输入牵拉工位50设置有输入牵拉机械手51，以将旋转输出中完毕后的带式元器件1端头b牵拉夹持；

在输入卸载工位45，侧部输入轴送入口47朝下，输入安装孔顶挡板48位于侧部输入轴送入口47斜上方，在侧部输入轴送入口47下方水平设置有输入出辊轴带52，用于将从侧部输入轴送入口47下落的空载二次棱柱中心轴32输出；

缓存装置7，包括分布在输入工作工位44一侧间隔下方的缓存弹性托辊53及缓存弹性挂辊54，以暂存条带式元器件1的bc段；

续接装置6，设置在输入牵拉工位50与输入工作工位44之间；包括靠近输入工作工位44处两侧且成对设置且由机械手操控的续接承接热塑前粘接夹持部55及靠近输入牵拉工位50处两侧且成对设置且由机械手操控的续接托载热塑后粘接夹持部56；

续接托载热塑后粘接夹持部56夹持上一条带式元器件1的端头b的对应侧封膜，续接承接热塑前粘接夹持部55夹持下一条带式元器件1的端头a的对应侧封膜，并将两端进行对接；

在续接承接热塑前粘接夹持部55与续接托载热塑后粘接夹持部56之间设置有粘接机或热水机，用于对应侧的端头a与端头b进行粘接；

拆膜装置8包括在输入前送传送部49前端设置的拆膜传送带57；在拆膜传送带57输出端上下两侧分别设置有拆膜导向辊58，在拆膜导向辊58一侧设置有拆膜存储架59；

在拆膜传送带57上方的拆膜存储架59上安装有拆膜上旋转辊轴60；在拆膜传送带57下方的拆膜存储架59上安装有拆膜下旋转辊轴61；

条带式元器件1送到拆膜传送带57上，上侧封膜通过拆膜导向辊58缠绕到拆膜上旋转辊轴60上，下侧封膜通过拆膜导向辊58缠绕到拆膜下旋转辊轴61上；

输出装置9包括在拆膜传送带57输出端横向设置的元件传送带62，以排列放置元器件到元件传送带62，以等待被夹持组装。

本实施例的元件输送工艺，该工艺包括用于将预制条带式元器件1盘卷成为二次盘卷的条带式元器件1的步骤和/或将二次盘卷的条带式元器件1舒卷拆膜输出封装元件的步骤。

条带式元器件1包括线性间隔排列的电子元件，电子元件通过条带式封膜对粘接为一体；

经过盘卷的条带式元器件1一端头a露出，盘卷的条带式元器件1内心部为o，盘卷的条带式元器件1一端头b露出，不在内心部o处，条带式元器件1的折返部c位于内心部o处，展开后，段bc长度短于段ac长度，盘卷时，段bc包裹在盘卷的段ac端内；

条带式元器件1的两侧及端头a、b均具有多余露出于条带式元器件1的封膜；

在预制条带式元器件1盘卷成为二次盘卷的条带式元器件1的步骤中；sa1，通过外购件上料装置2放置预制的单线盘卷的条带式元器件1，前提是条带式元器件1的端部a位于盘卷的条带式元器件1内心部o处；

sa2，条带牵拉装置3将条带式元器件1的端头b从外购件上料装置2上直线牵拉；

sa3，二次盘卷装置4将条带式元器件1从折返部c处进行盘卷；

在将二次盘卷的条带式元器件1舒卷拆膜输出封装元件的步骤中；

sb1，输入装置5承接放置二次盘卷的条带式元器件1；

sb2，当续接装置6牵拉条带式元器件1的端头b时，缓存装置7，至少承载段bc部，其中，缓存的长度应保证在已舒卷的条带式元器件1的端头b与待舒卷的条带式元器件1的端头a对应侧膜进行粘接后留有缓存量；

sb3，续接装置6将已舒卷的条带式元器件1的端头b与待舒卷的条带式元器件1的端头a对应侧膜进行粘接进行连续舒卷；

sb4，拆膜装置8将条带式元器件1从端头a开始，将元件上下两侧的封膜连续拆去；

sb5，输出装置9承接放置条带式元器件1已输出的元件。

在步骤sa1中，借助于外购旋转架10实现循环；首先，在外购安装工位12，放置条带式元器件1的成卷；然后，在外购上料工位13将条带式元器件1从b端直线输出；其次，在外购卸料工位14，将空载的条带式元器件1的成卷中心轴取出；

在步骤sa2中，首先，通过牵拉两侧驱动对辊15过摩擦带动条带式元器件1的封膜边缘，同时，牵拉间隙直线机构16带动牵拉摆动l推手17沿着条带式元器件1前行方向直行往复，当后退时，牵拉摆动l推手17向前摆动从条带式元器件1上表面后退到待前行的元器件之后的间隙处；当前行时，牵拉限位工艺板18与牵拉限位挡块19接触，牵拉摆动l推手17推动待前行的元器件后侧，以使得条带式元器件1前行；然后，通过牵拉牵头传送带20传送，同时，牵拉牵头推杆22牵拉牵拉牵头上夹手26与牵拉牵头下托手23，牵拉牵头移动下顶斜面27与牵拉牵头前端固定上顶导向斜面30压力接触，使得牵拉牵头下托手23与牵拉牵头上夹手26张开等待夹持条带式元器件1b端的喂入；其次，牵拉牵头推杆22后退，在弹簧力及自重作用下，牵拉牵头弹簧杆部25下行，使得牵拉牵头下托手23与牵拉牵头上夹手26夹持条带式元器件1b端；再次，到终端，牵拉牵头终端固定上压导向斜面29与牵拉牵头移动上压斜面28压力接触，使得牵拉牵头下托手23与牵拉牵头上夹手26闭合咬紧夹持条带式元器件1b端；再次，二次盘卷的时候，当牵拉牵头推杆22前行到始端后，再次到达始端，牵拉牵头下托手23与牵拉牵头上夹手26张开松开夹持条带式元器件1b端；

在步骤sa3中，首先，在二次上轴工位36，通过二次上料机械手39将空载的二次棱柱中心轴32放置到二次旋转分度架31上；其次，在二次喂入工位34，从条带式元器件1的折返部c进行折合盘卷到二次棱柱中心轴32上，二次同心机械臂37操控二次伸缩锥体压头38到达盘卷条带式元器件1上方后下压折返部c到二次棱柱中心轴32上，二次棱柱中心轴32与二次伸缩锥体压头38一同旋转，将条带式元器件1缠绕到二次棱柱中心轴32上，牵拉牵头推杆22配套同时向始端行驶并在始端松开，外购件上料装置2配套旋转，当盘卷之后，牵拉牵头推杆22外退回，并通过二次同心机械臂37操控离开；

再次，在二次吐出工位35，将滚落传送条带式元器件1与二次棱柱中心轴32沿着二次吐出弹性导向斜板40克服扭簧力搭在二次下摆限位块41上；

在步骤sb1中，借助于输入旋转架42旋转；首先，在输入送入工位43，放入载有条带式元器件1的二次棱柱中心轴32；然后，在输入工作工位44，直线输出条带式元器件1；其次，输入前送传送部49将条带式元器件1直线输出；再次，当旋转的带式元器件1端头b露出后，在输入牵拉工位50，输入牵拉机械手51将旋转输出中完毕后的带式元器件1端头b牵拉夹持；再次，在输入卸载工位45，侧部输入轴送入口47朝下，输入出辊轴带52将从侧部输入轴送入口47下落的空载二次棱柱中心轴32输出；

在步骤sb2中，在输入前送传送部49传送过程中，段bc下落暂存到缓存弹性托辊53及缓存弹性挂辊54上；

在步骤sb3中，首先，当带式元器件1输出完毕后，下一条带式元器件1的端头a露出式，输入牵拉机械手51将旋转输出中完毕后的上一带式元器件1端头b松开；然后，续接托载热塑后粘接夹持部56夹持上一条带式元器件1的端头b的对应侧封膜，续接承接热塑前粘接夹持部55夹持下一条带式元器件1的端头a的对应侧封膜；其次，粘接机或热水机对应侧的端头a与端头b进行粘接；

在步骤sb4中，条带式元器件1送到拆膜传送带57上，上侧封膜通过拆膜导向辊58缠绕到拆膜上旋转辊轴60上，下侧封膜通过拆膜导向辊58缠绕到拆膜下旋转辊轴61上；

在步骤sb5中，拆膜传送带57将元器件以排列方式输送到元件传送带62上，以等待被夹持组装。

如图3-8，本发明通过对条带式元器件1二次盘卷，解决了连续上料续接停机的问题，外购件上料装置2实现了快速更换不停机，条带牵拉装置3实现牵拉留有端头方便续接，二次盘卷装置4实现二次自动盘卷成形为图中虚线示意图，输入装置5实现给料，续接装置6实现了自动续接，缓存装置7实现了冗余暂存，给续接留有时间，从而保证连续出料，拆膜装置8实现拆分，输出装置9实现了线性排列，以便后续组装。

牵拉两侧驱动对辊15实现涨紧与支撑，牵拉间隙直线机构16通过牵拉摆动l推手17带动实现间歇推送，牵拉限位工艺板18与牵拉限位挡块19实现了单向前行推送，利用元件高度实现了推送，从而保证元件完整，牵拉牵头传送带20实现传送，利用斜面与弹簧配合实现自动张开与咬合。

通过二次旋转分度架31，二次棱柱中心轴32，二次轴工艺凹槽33，二次喂入工位34，二次吐出工位35，二次上轴工位36，二次同心机械臂37，二次伸缩锥体压头38，实现了盘卷上料。二次吐出弹性导向斜板40空载上摆避免旋转挡碍，设计巧妙，输入c型口46实现了自动上下料，棱面结构避免折损元件。