一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置及方法与流程

1.本发明涉及光纤测试领域，特别是涉及一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置及方法。


背景技术：

2.近年来，随着激光技术的发展，光纤激光器在诸多领域得到了广泛的应用，包括激光通信、激光武器、激光焊接、医疗器械仪器设备。因此，掺稀土光纤作为光纤激光器的增益核心部分，其市场需求也越来越旺盛。同时对掺稀土光纤的连续长度和掺杂一致性的要求也越来越高。
3.吸收均匀性可以表征预制棒在轴向上稀土离子掺杂的均匀性水平，均匀性高的掺稀土光纤预制棒可以拉制较长的掺稀土光纤，以提升光纤的连续长度和掺杂一致性。而传统的测试方法仅能在光纤拉制后，才能测量其吸收系数。而掺稀土光纤预制棒的制备工艺复杂，流程多，成本高昂，传统测试方法的测试周期长，反馈时间长，因此会降低掺稀土光纤预制棒的研发效率，增加研发成本。
4.同时，现有技术(申请号：2016101012096)通过将掺稀土光纤预制棒待测区域切片，后对切片进行抛光处理，再对该切边的吸收系数进行测量。该测试方法的问题在于：测试过程中需要破坏掺稀土光纤预制棒，造成预制棒的浪费。同时该测试方法中对预制棒的切片要求较高，切片两端面的平行度和切片端面的光滑度都将影响掺稀土光纤预制棒吸收系数的准确性，若对切片进行加工打磨抛光，则会增加测试工序，增添测试时长，影响掺稀土光纤预制棒的研发效率。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置及方法。采用本测试装置及方法能够在不破坏掺稀土光纤预制棒基础上对其轴向吸收均匀性进行测试，提高研发效率。
6.本发明采取的技术方案是：一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置，其特征在于，所述装置包括测试光源组件，预制棒固定装置和探测器；其中，测试光源组件固定在位移导轨上，测试光源组件和探测器由紧固件连接，使两者同步水平运动，运动方向和预制棒轴向一致；探测器固定在位移平台上，位移平台在紧固件上垂直于掺稀土光纤预制棒的轴向运动，位移平台固定在支撑座上；所述预制棒固定装置由两个圆形卡盘组成，两个卡盘垂直固定在支撑座上，两个卡盘圆心连接线水平且平行于位移导轨，两个卡盘沿圆心转动。
7.一种采用掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法步骤如下：s1、使用酒精或丙酮将待测掺稀土光纤预制棒的表面擦拭干净，避免油污污染。
8.s2、将待测掺稀土光纤预制棒穿过两个卡盘圆心，由两个卡盘紧固预制棒的两端。
9.s3、调节测试光源组件垂直位置，使光斑的边缘位于掺稀土光纤预制棒径向两侧，确保掺稀土光纤预制棒在径向上完全被光源照射；s4、调整测试光源组件和探测器水平位置，使光斑照射在待测掺稀土光纤预制棒的轴向待测位置；记录该位置探测器接收的光功率值。
10.s5、移动测试光源组件和探测器的水平位置，对待测掺稀土光纤预制棒的轴向不同位置进行测试，并记录不同位置的功率值。
11.s6、根据待测掺稀土光纤预制棒的轴向不同位置的测试功率值，得到待测稀土光纤预制棒轴向上的吸收均匀性。
12.所用测试光源组件输出的波长根据光纤预制棒掺杂的稀土离子确定。
13.所述测试光源组件的输出光束垂直照射待测稀土光纤预制棒轴向，且照射在预制棒上的光斑尺寸大于待测稀土光纤预制棒直径，确保待测稀土光纤预制棒纤芯径向上完全被光束照射。
14.本测试方法使用预制棒固定装置紧固掺稀土光纤预制棒的两端，调整测试光源组件垂直位置，使测试光源光斑的边缘位于掺稀土光纤预制棒径向两侧，确保掺稀土光纤预制棒在径向上完全被光源照射。调整光源组件和探测器水平位置，使光斑照射在待测掺稀土光纤预制棒的轴向待测位置。掺稀土光纤预制棒中稀土离子能够吸收特定波长的光，造成探测器接收到的光功率下降，该光功率可表征掺稀土光纤预制棒的吸收，且功率值与吸收呈负相关关系。测试光源发射出的光垂直照射在预制棒表面，径向穿透预制棒后，被探测器获取并记录。同步移动光源组件和探测器，对光纤预制棒轴向的不同位置进行测试，可以得到光纤预制棒轴向吸收均匀性的变化。沿掺稀土光纤预制棒轴向移动测试光源与探测器，对掺稀土光纤预制棒轴向不同位置的测试，可得到掺稀土光纤预制棒轴向上不同位置的测试光功率，从而得出掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的变化。
15.本发明所产生的有益效果是：与现有技术相比，本发明可直接对掺稀土光纤预制棒的轴向均匀性进行检测，不必拉制光纤，减短了研制周期，提升了研制效率。同时本发明的技术方案不对掺稀土光纤预制棒造成任何破坏，避免了预制棒的浪费，节约了研发的成本。本发明能够在不破坏掺稀土光纤预制棒基础上对其轴向吸收均匀性进行测试，提高研发效率。
附图说明
16.图1为本发明中的掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置俯视示意图。
具体实施方式
17.为利于同行业技术人员的理解，下面结合附图通过实施例对本发明作进一步说明：如图1所示，本装置包括测试光源组件1，预制棒固定装置和探测器3；其中，测试光源组件1固定在位移导轨4上，测试光源组件1和探测器3由紧固件5连接，使两者同步水平运动，运动方向和预制棒轴向一致；探测器3固定在位移平台6上，位移平台6在紧固件5上垂直于掺稀土光纤预制棒的轴向运动，位移平台6固定在支撑座7上；预制棒固定装置由两个圆形卡盘2-1和2-2组成，两个卡盘垂直固定在支撑座7上，两个卡盘圆心连接线水平且平行于
位移导轨4，两个卡盘沿圆心转动。实施例：本实施例以掺铒光纤预制棒轴向吸收均匀性测试过程为例进行说明。当对掺铒光纤预制棒的吸收均匀性进行测试时，测试光源组件1的输出波长选择980nm(1480nm或1530nm)。
18.测试光源组件的输出光束垂直照射待测稀土光纤预制棒轴向，且照射在预制棒上的光斑尺寸大于待测稀土光纤预制棒直径，确保待测稀土光纤预制棒纤芯径向上完全被光束照射。具体实施步骤为：s1.使用酒精将待测掺铒光纤预制棒的表面擦拭干净，避免油污污染。
19.s2.将待测掺铒光纤预制棒穿过两个卡盘圆心，由两个卡盘紧固预制棒的两端。
20.s3.调节测试光源组件垂直位置，使光斑的边缘位于掺铒光纤预制棒径向两侧，确保掺铒光纤预制棒在径向上完全被光源照射。
21.s4.调整光源组件和探测器水平位置，使光斑照射在待测掺铒光纤预制棒的轴向待测位置；记录该位置探测器接收的光功率值。
22.s5.不改变测试光源组件的输出功率，移动光源组件和探测器的水平位置，对待测掺铒光纤轴向不同位置进行测试，并记录不同位置的功率值。
23.s6.由于掺铒光纤预制棒中铒离子会吸收980nm(1480nm或1530nm)波长的光，造成探测器接收到的光功率下降，并且掺铒光纤预制棒轴向上吸收的变化会造成探测器接收光功率的差异。根据掺铒光纤预制棒轴向不同位置的测试功率值，可得到待测铒光纤预制棒轴向上的吸收变化，从而实现掺铒光纤预制棒轴向吸收均匀性的测量。


技术特征：
1.一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置，其特征在于，所述装置包括测试光源组件，预制棒固定装置和探测器；其中，测试光源组件固定在位移导轨上，测试光源组件和探测器由紧固件连接，使两者同步水平运动，运动方向和预制棒轴向一致；探测器固定在位移平台上，位移平台在紧固件上垂直于掺稀土光纤预制棒的轴向运动，位移平台固定在支撑座上；所述预制棒固定装置由两个圆形卡盘组成，两个卡盘垂直固定在支撑座上，两个卡盘圆心连接线水平且平行于位移导轨，两个卡盘沿圆心转动。2.一种采用如权利要求1所述的掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法步骤如下：s1、使用酒精或丙酮将待测掺稀土光纤预制棒的表面擦拭干净，避免油污污染；s2、将待测掺稀土光纤预制棒穿过两个卡盘圆心，由两个卡盘紧固预制棒的两端；s3、调节测试光源组件垂直位置，使光斑的边缘位于掺稀土光纤预制棒径向两侧，确保掺稀土光纤预制棒在径向上完全被光源照射；s4、调整测试光源组件和探测器水平位置，使光斑照射在待测掺稀土光纤预制棒的轴向待测位置；记录该位置探测器接收的光功率值；s5、移动测试光源组件和探测器的水平位置，对待测掺稀土光纤预制棒的轴向不同位置进行测试，并记录不同位置的功率值；s6、根据待测掺稀土光纤预制棒的轴向不同位置的测试功率值，得到待测稀土光纤预制棒轴向上的吸收均匀性。3.根据权利要求2所述的一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试方法，其特征在于，所用测试光源组件输出的波长根据光纤预制棒掺杂的稀土离子确定。4.根据权利要求3所述的一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试方法，其特征在于，所述测试光源组件的输出光束垂直照射待测稀土光纤预制棒轴向，且照射在预制棒上的光斑尺寸大于待测稀土光纤预制棒直径，确保待测稀土光纤预制棒纤芯径向上完全被光束照射。

技术总结
本发明公开了一种掺稀土光纤预制棒轴向吸收均匀性的测试装置及方法。所述装置包括测试光源组件，预制棒固定装置和探测器，其中测试光源组件和探测器固定在位移平台上，两者同步运动，且运动方向和预制棒轴向一致；测试光源发射出的光垂直照射在预制棒表面，径向穿透预制棒后，被探测器获取并记录。同步移动光源组件和探测器，对光纤预制棒轴向的不同位置进行测试，可以得到光纤预制棒轴向吸收均匀性的变化。与现有技术相比，本发明可直接对掺稀土光纤预制棒的轴向均匀性进行检测，不必拉制光纤，减短了研制周期；本发明能够在不破坏掺稀土光纤预制棒基础上对其轴向吸收均匀性进行测试，提高了研发效率。提高了研发效率。提高了研发效率。


技术研发人员：武洋 潘蓉 朱维震 刘君 衣永青 杨鹏 庞璐 沈一泽 耿鹏程
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十六研究所
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/3/18