一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的制作方法
本发明涉及啁啾光纤光栅技术领域，特别涉及一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置。
背景技术：
啁啾体布拉格光栅是固定色散量的器件，其能够提供的脉冲压缩量在光栅生产时就已经固定，且现有技术并不能对体光栅所提供的时间压缩量进行主动调谐。在cpa(啁啾脉冲放大)系统中，为了获得超短脉冲，需要压缩器必须能够精密地补偿系统中展宽器和光路中的光纤所带来的正色散。为了实现这一目的，传统的方法是通过不断地裁剪或增加光路中展宽光纤的长度来实现cpa(啁啾脉冲放大)系统中色散的补偿。这种方法繁琐，效率低且很难精密地补偿系统中的色散量，且不能够获得最优化的脉冲，只能获得近似最优化的脉冲，因为在剪裁或增加光纤的过程中，并不知道系统中正负色散量在数值上的大小关系，因此在以体光栅为压缩器的cpa(啁啾脉冲放大)系统中获得最优质的脉冲，能够精密地双向调节系统中的色散量成为急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置，用以调节啁啾光纤光栅色散量。
一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置，包括啁啾光纤光栅、半导体致冷器和导热板；所述啁啾光纤光栅固定在导热板上，半导体致冷器分别安装在导热板的左右两端。所述啁啾光纤光栅通过导热硅脂固定在导热板上。
为保证所述啁啾光纤光栅色散量调节装置能够稳定解释的使用，作为优选的技术方案为，所述啁啾光纤光栅色散量调节装置还包括外壳，所述导热板固定在所述外壳底部，所述外壳设有多个光纤光栅耦合器，所述光纤光栅耦合器供所述啁啾光纤光栅的光栅信号输入或输出，所述光纤光栅耦合器通过光纤跳线与所述啁啾光纤光栅连接，所述光纤光栅耦合器贯穿所述外壳的一侧设置，所述光纤光栅耦合器延伸出所述外壳的一侧设有可拆卸的盖体，所述光纤光栅耦合器包括连接盘本体、法兰盘、插口和延伸端，所述插口设在所述连接盘本体其中一端，且设为圆形槽口结构；所述法兰盘设在所述连接盘本体远离所述插口的一端，所述延伸端设在所述连接盘本体远离所述插口的一端，且所述延伸端与所述插口通过光纤连通设置。
当所述光纤光栅耦合器在不使用时，则应将所述光纤光栅耦合器的插口进行封闭，由此防止灰尘对所述插口产生污染，从而影响光纤在信号传输过程中出现信号失真的情况，作为优选的技术方案为，所述连接盘本体靠近所述插口的一端设有盖体，所述盖体包括盖本体和链条，所述盖本体为圆形槽口结构，其槽开口朝向所述插口一端设置，所述链条一端连接所述盖本体，另一端连接所述连接盘本体的周向外侧；
所述盖体的圆形槽口结构位于所述连接盘本体的插口端，并用于封闭所述插口；
所述盖本体靠近所述插口端的周向外侧设有向外的凸起块，所述凸起块设有第一固定环，所述第一固定环用于连接所述链条，所述链条的另一端设有第二固定环，所述连接盘本体的插口端周向外侧设有限位槽，所述限位槽设在靠近所述法兰盘的一侧，所述限位槽供所述第二固定环固定设置。
为了进一步实现所述导热板更高效的散热，作为优选的技术方案为，所述外壳内设有导热块，所述导热块一端连接所述导热板，另一端连接所述外壳内壁，所述外壳内设有风扇和风道，所述风扇设在所述光纤光栅耦合器一侧，所述风道设在与所述风扇相对的一面，所述导热块设在所述风扇和所述风道之间；
所述风扇设有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口对准所述导热块吹风，所述第二出风口通过导管连通，所述导管另一端延伸出所述外壳；
所述导热块上设有多个贯穿的条孔，所述条孔的一端朝向所述第一出风口，另一端朝向所述风扇。
为保证所述风扇的风能够从所述第一出风口顺利的通过所述导热块，并将所述导热块的热量尽快带出所述外壳内，作为优选的技术方案为，所述风道包括出风通道、第一挡板和第二挡板，所述出风通道一端设为方形结构的开口，另一端连通所述条孔；
所述风道设为方形结构的通道，所述风道的出口端内壁下边沿设有向上凸起的第一挡板，所述风道的出口端外侧边沿靠上位置铰接有第二挡板，所述第二挡板为v型结构的面板，所述v型结构一端铰接在所述风道的出口端上方，另一端与所述第一挡板的外表面相邻设置。
为保证所述第二出风口和所述导管的风向设为单一方向，作为优选的技术方案为，所述连接盘本体设有空腔，所述空腔设在所述连接盘本体靠近所述法兰盘的一侧，所述空腔与所述导管连通设置，所述空腔靠近所述插口的一端设有出气口，所述第二出风口与所述导管连通处设有单向阀。
为对所述插口进行清洁，作为优选的技术方案为，所述盖本体远离所述插口的一端外侧设有第一柔性气囊，所述盖本体的圆形槽口结构内设有清洁杆，所述清洁杆远离所述槽底部的一端设有海绵，所述清洁杆内设有管道，所述管道与所述第一柔性气囊连通设置，所述第一柔性气囊用于存储清洁液体。
为进一步对所述插口内的光纤接触点进行清洁，从而保证信号传输过程中减少失真及损耗，作为优选的技术方案为，所述插口的槽底部设有凸起的光纤接触点，所述海绵中心设有插槽，所述插槽供所述光纤接触点插入所述插槽内；
所述第一柔性气囊与所述盖本体之间设有压板，所述压板靠近所述盖本体的一侧设有压杆，所述盖本体中心设有贯穿孔，所述贯穿孔供所述压杆穿过，并与所述清洁杆远离所述海绵的一端连接，
所述压杆内设有引流管，所述引流管一端连通所述第一柔性气囊，另一端连通所述管道，
所述压板与所述盖本体之间设有第二柔性气，所述第二柔性气囊的囊壁设为波纹折叠结构，所述第二柔性气囊内设有弹簧，所述弹簧套设在所述压杆的周向外侧壁，且所述弹簧的一端连接所述压板，另一端连接所述盖本体，
所述插口的周向内侧壁上设有导向槽，所述清洁杆的周向外侧设有导向块，所述导向块嵌设在所述导向槽内。
本发明具有如下优点：
啁啾光纤光栅通过导热硅脂固定在导热板上，采用导热硅脂可快速的实现热量的传递，使啁啾光纤光栅和导热板之间更好的进行热交换。啁啾光纤光栅作为脉冲展宽器把原始脉冲在时域上进行展宽。利用所述半导体致冷器调节啁啾光纤光栅两端的温度实现色散量的调节，高效率、精密地补偿系统中的色散量，能获得最优化的脉冲；利用啁啾光纤光栅的温度调节特性，通过半导体致冷器驱动电流来改变温度场的梯度方向，实现对啁啾光纤光栅色散量的双向精密调节作用；通过控制导热板两端的温度差值，从而来实现连续精密地双向调节啁啾光纤光栅的色散量。保证其精密地双向补偿系统中的色散总量，从而获得最优化的脉冲；同时本发明的技术方案也适用于以光栅对为压缩器的啁啾脉冲放大系统中，对脉冲的时域展宽量进行精密调控。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的结构示意图；
图2为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的外壳结构示意图；
图3为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的链条结构示意图；
图4为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的风扇结构示意图；
图5为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的条孔结构示意图；
图6为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的导管结构示意图；
图7为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的清洁杆结构示意图；
图8为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的压板结构示意图；
图9为本发明提供的一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置的导向槽结构示意图；
其中，1-啁啾光纤光栅，2-半导体致冷器，3-导热板，4-外壳，5-光纤光栅耦合器，6-光纤跳线，7-连接盘本体，8-法兰盘，9-插口，10-盖体，11-盖本体，12-链条，13-凸起块，14-第一固定环，15-第二固定环，16-限位槽，17-导热块，18-风扇，19-风道，20-第一出风口，21-第二出风口，22-导管，23-条孔，24-出风通道，25-第一挡板，26-第二挡板，27-空腔，28-出气口，29-单向阀，30-第一柔性气囊，31-清洁杆，32-海绵，33-光纤接触点，34-插槽，35-弹簧，36-压板，37-贯穿孔，38-压杆，39-引流管，40-导向槽，41-导向块，42-延伸端，43-管道，44-第二柔性气囊。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
根据图1所示，本发明实施例提供了一种超快脉冲激光器的啁啾光纤光栅色散量调节装置，包括啁啾光纤光栅1、半导体致冷器2和导热板3；所述啁啾光纤光栅1固定在导热板3上，半导体致冷器2分别安装在导热板3的左右两端。所述啁啾光纤光栅1通过导热硅脂固定在导热板3上。
啁啾光纤光栅的反射光谱和折射率会随着温度的改变而改变，当温度升高时啁啾光纤光栅的时延曲线会整体向长波长方向漂移；相反，当温度降低时，啁啾光纤光栅的时延曲线会整体向短波方向漂移，所以对啁啾光纤光栅进行整体的温度调制对色散的改变不会太明显。
本发明中，利用啁啾光纤光栅通过导热硅脂固定在导热板上，采用导热硅脂可快速的实现热量的传递，使啁啾光纤光栅和导热板之间更好的进行热交换。啁啾光纤光栅作为脉冲展宽器把原始脉冲在时域上进行展宽。啁啾光纤的左侧是长波长光的衍射点，右侧是短波长光的衍射点，当半导体致冷器2对所述导热板的左侧进行加热，右侧制冷时，则可以在导热板上形成一个连续的温度梯度场，由温度场可知，长波长光反射点处温度高，所以长波长处的衍射光谱向长波长方向移动，短波长反射点处的温度低，所以短波长处的衍射光谱向短波长方向移动，啁啾光纤光栅1的衍射光谱变宽，由公式
利用所述半导体致冷器调节啁啾光纤光栅两端的温度实现色散量的调节，高效率、精密地补偿系统中的色散量，能获得最优化的脉冲；利用啁啾光纤光栅的温度调节特性，通过半导体致冷器驱动电流来改变温度场的梯度方向，实现对啁啾光纤光栅色散量的双向精密调节作用；通过控制导热板两端的温度差值，从而来实现连续精密地双向调节啁啾光纤光栅的色散量。保证其精密地双向补偿系统中的色散总量，从而获得最优化的脉冲；同时本发明的技术方案也适用于以光栅对为压缩器的啁啾脉冲放大系统中，对脉冲的时域展宽量进行精密调控。
为保证所述啁啾光纤光栅色散量调节装置能够稳定解释的使用，作为优选的技术方案为，根据图2所示，所述啁啾光纤光栅色散量调节装置还包括外壳4，所述导热板3固定在所述外壳4底部，所述外壳4设有多个光纤光栅耦合器5，所述光纤光栅耦合器5供所述啁啾光纤光栅1的光栅信号输入或输出，所述光纤光栅耦合器5通过光纤跳线6与所述啁啾光纤光栅1连接，所述光纤光栅耦合器5贯穿所述外壳4的一侧设置，所述光纤光栅耦合器5延伸出所述外壳4的一侧设有可拆卸的盖体10，所述光纤光栅耦合器5包括连接盘本体7、法兰盘8、插口9和延伸端，所述插口9设在所述连接盘本体7其中一端，且设为圆形槽口结构；所述法兰盘8设在所述连接盘本体7远离所述插口9的一端，所述延伸端设在所述连接盘本体7远离所述插口9的一端，且所述延伸端与所述插口9通过光纤连通设置。
由于所述啁啾光纤光栅属于光学器件，使用不当则有可能导致灰尘侵入而导致所述啁啾光纤光栅出现故障，而通过设置的外壳，以及在外壳上设置光纤光栅耦合器5，可利用所述外壳对所述啁啾光纤光栅实现保护作用，在使用过程中减少灰尘直接入侵啁啾光纤光栅，故延长了所述啁啾光纤光栅的使用寿命；同时还可保证所述啁啾光纤光栅色散量调节装置使用过程中减少因灰尘对啁啾光纤光栅的侵袭造成信号失真或损耗的情况。
当所述光纤光栅耦合器在不使用时，则应将所述光纤光栅耦合器的插口进行封闭，由此防止灰尘对所述插口产生污染，从而影响光纤在信号传输过程中出现信号失真的情况，作为优选的技术方案为，根据图3所示，所述连接盘本体7靠近所述插口9的一端设有盖体10，所述盖体10包括盖本体11和链条12，所述盖本体11为圆形槽口结构，其槽开口朝向所述插口9一端设置，所述链条12一端连接所述盖本体11，另一端连接所述连接盘本体7的周向外侧；所述盖体10的圆形槽口结构位于所述连接盘本体7的插口9端，并用于封闭所述插口9；所述盖本体11靠近所述插口9端的周向外侧设有向外的凸起块13，所述凸起块13设有第一固定环14，所述第一固定环14用于连接所述链条12，所述链条12的另一端设有第二固定环15，所述连接盘本体7的插口9端周向外侧设有限位槽16，所述限位槽16设在靠近所述法兰盘8的一侧，所述限位槽16供所述第二固定环15固定设置。
当需使用所述啁啾光纤光栅色散量调节装置时，将所述盖本体拔出所述连接盘本体7，并将光纤转接头插入所述插口9内，由此即可实现光纤信号的连接或转接。所述光纤光栅耦合器5设为至少一对，包括光纤入口和光纤出口两路光纤信号，且所述光纤入口对应所述啁啾光纤光栅色散量调节装置的信号入口，所述光纤出口对应所述啁啾光纤光栅色散量调节装置的信号出口；所述链条可保证所述盖本体在拔出所述连接盘本体7时，不会出现丢失的情况，同时，所述盖体还可保证所述插口被灰尘入侵的情况，由于所述插口供所述光纤光栅实现信号传输，因此所述插口被灰尘入侵后，则会对光纤信号传输造成折损，对所述插口进行保护后，可减少灰尘入侵的情况，即可减少光纤信号传输过程中因灰尘造成信号折损的情况。所述限位槽16可牢固的将所述第二固定环15进行限位，保证所述盖本体11拔出所述连接盘本体7后不会出现丢失的情况。
为了进一步实现所述导热板更高效的散热，作为优选的技术方案为，根据图4和图5所示，所述外壳4内设有导热块17，所述导热块17一端连接所述导热板3，另一端连接所述外壳4内壁，所述外壳4内设有风扇18和风道19，所述风扇18设在所述光纤光栅耦合器5一侧，所述风道19设在与所述风扇18相对的一面，所述导热块17设在所述风扇18和所述风道19之间；所述风扇18设有第一出风口20和第二出风口21，所述第一出风口20对准所述导热块17吹风，所述第二出风口21通过导管22连通，所述导管22另一端延伸出所述外壳4；所述导热块17上设有多个贯穿的条孔23，所述条孔23的一端朝向所述第一出风口20，另一端朝向所述风扇18。
在使用过程中，若所述啁啾光纤光栅两端温度过高需要降温时，所述导热块可将所述导热板上的温度传导至所述外壳，利用所述导热块和所述外壳对所述啁啾光纤光栅进行散热，通过设置的风扇可加速散热效率；使用时，启动所述风扇，所述风扇的第一风口对着所述导热块的进行吹风，所述第一风口吹出的风通过所述导热块上设置的若干个条孔流向所述风道19，所述第一风口吹出的为冷风，经过所述条孔后，带走所述条孔周围的热量，并变为热风，最后经所述风道19排出所述外壳4内。由此即可降低所述外壳4内部的温度，同时有效提高所述导热块的散热效率，从而提高所述啁啾光纤光栅色散量调节装置的温度调节能力，因啁啾光纤光栅色散量的调节能力和温度有密切关系，因此，当散热效率提高后，其所述啁啾光纤光栅色散量调节装置的色散量调节能力也随之提高。
为保证所述风扇的风能够从所述第一出风口顺利的通过所述导热块，并将所述导热块的热量尽快带出所述外壳内，作为优选的技术方案为，根据图4和图5所示，所述风道19包括出风通道24、第一挡板25和第二挡板26，所述出风通道24一端设为方形结构的开口，另一端连通所述条孔23；
所述风道19设为方形结构的通道，所述风道19的出口端内壁下边沿设有向上凸起的第一挡板，所述风道19的出口端外侧边沿靠上位置铰接有第二挡板26，所述第二挡板26为v型结构的面板，所述v型结构一端铰接在所述风道19的出口端上方，另一端与所述第一挡板的外表面相邻设置。
使用时，所述导热块的热量通过条孔引至所述出风通道，再通过出风通道将热风输出所述外壳内，为保证所述外壳内只出风不进风，从而减少灰尘进入所述外壳内部的情况，通过在所述风道19的出风端设置第一挡板和第二挡板，可保证所述外壳内部只能出风不能进风，工作时，所述风扇的风通过第一出风口20将冷风送至条孔，冷风将所述导热块的热量带走并通过所述出风通道排出所述外壳内，排出热风时，由于所述第二挡块铰接在所述出风通道的出口上方，且所述第一挡块设在所述第二挡块的右侧，当热风到达出风通道的出口时，所述第二挡块被掀开，所述第二挡块和所述第一挡块之间出现缝隙，热风通过所述第二挡块与所述第一挡块之间的缝隙排出所述出风通道，由此即可保证所述出风通道的出口不会出现进风的情况。由于所述第二挡块设为v型结构，且所述v型结构开口朝外，外部有风吹向所述第二挡块时，所述第二挡块则通过所述第一挡块将外部的风挡住，避免外部风反向吹进出风通道。
为保证所述第二出风口和所述导管的风向设为单一方向，作为优选的技术方案为，根据图6所示，所述连接盘本体7设有空腔27，所述空腔27设在所述连接盘本体7靠近所述法兰盘的一侧，所述空腔27与所述导管22连通设置，所述空腔27靠近所述插口9的一端设有出气口28，所述第二出风口21与所述导管22连通处设有单向阀29。使用时，所述第二风口21将风扇的风通过导管22引入所述空腔27内，所述空腔27再将风通过所述出气口28排至所述插口9内，由此可将所述插口9内的光纤接触点进行灰尘清理，减少所述插口9内的灰尘堆积情况，由此可保证所述插口9内的光纤接触点在进行光纤信号对接时，减少因灰尘堆积对光纤信号对接造成信号失真或折损的情况。
为对所述插口进行清洁，作为优选的技术方案为，根据图7所示，所述盖本体11远离所述插口9的一端外侧设有第一柔性气囊30，所述盖本体11的圆形槽口结构内设有清洁杆31，所述清洁杆31远离所述槽底部的一端设有海绵32，所述清洁杆31内设有管道43，所述管道43与所述第一柔性气囊30连通设置，所述第一柔性气囊30用于存储清洁液体。
使用时，所述盖本体扣在所述连接盘本体7的插口端，所述清洁杆则插入所述插口内，当需要对所述光纤接触点33进行清洁时，按压所述第一柔性气囊，所述第一柔性气囊30内的清洁液体经过按压后，其清洁液体经所述清洁杆内的管道43流入所述清洁杆靠近海绵的一端，并浸润所述海绵，所述海绵被清洁液体浸润后，旋转所述盖本体，所述清洁杆随之旋转，并利用海绵对所述插口内壁及所述光纤接触点33进行清洁，所述清洁液体可为酒精或专用清洁液体。当旋转所述盖本体，利用海绵对所述插口内壁和所述光纤接触点进行清理结束后，还可利用所述第二风口的风对所述插口内进行风干。或是当所述插口内灰尘堆积过多时，先利用所述第二风口的风对所述插口进行初步灰尘清理，再利用海绵对其进行二次清洁。由此达到所述光纤接触点在进行光纤信号对接时减少信号失真和折损的情况。
为进一步对所述插口内的光纤接触点进行清洁，从而保证信号传输过程中减少失真及损耗，作为优选的技术方案为，根据图8和图9所示，所述插口9的槽底部设有凸起的光纤接触点33，所述海绵32中心设有插槽34，所述插槽34供所述光纤接触点33插入所述插槽34内；所述第一柔性气囊30与所述盖本体11之间设有压板36，所述压板36靠近所述盖本体11的一侧设有压杆38，所述盖本体11中心设有贯穿孔37，所述贯穿孔37供所述压杆38穿过，并与所述清洁杆31远离所述海绵32的一端连接，所述压杆38内设有引流管39，所述引流管39一端连通所述第一柔性气囊30，另一端连通所述管道43，所述压板与所述盖本体之间设有第二柔性气44，所述第二柔性气囊44的囊壁设为波纹折叠结构，所述第二柔性气囊44内设有弹簧35，所述弹簧35套设在所述压杆38的周向外侧壁，且所述弹簧35的一端连接所述压板36，另一端连接所述盖本体11，所述插口9的周向内侧壁上设有导向槽40，所述清洁杆31的周向外侧设有导向块41，所述导向块41嵌设在所述导向槽40内。
使用时，按下所述第一柔性气囊，所述压板36也随之向右移动，所述压板移动后所述弹簧被压缩，所述第二柔性气囊随之折叠，所述压杆在所述压板移动的同时也向右移动，所述压杆移动后带动所述清洁杆也向右移动，所述清洁杆向右移动后，所述光纤接触点则进入所述海绵的插槽34内；所述第一柔性气囊被按下后，内部的清洁液体通过所述引流管39引流至所述管道43，所述管道43再将清洁液体排出至所述海绵上，所述海绵吸附到清洁液体后，即可对所述插口和所述光纤接触点进行清洁；当松开按压的第一柔性气囊后，所述弹簧则复位，所述弹簧复位后，所述第二柔性气囊折叠部分被打开，所述压板向左移动，所述压板向左移动后，所述压杆随之向左移动，并带动所述清洁杆也向左移动，所述海绵则在所述插口内经过按压和松开实现向右-向左的往复运动，即可实现所述插口的清洁。而按压时，不松开所述第一柔性气囊，使所述弹簧处于压缩状态，并转动所述盖本体，则使所述海绵在所述插口内实现旋转，并使所述光纤接触点在所述插槽内实现旋转，由此进一步清洁所述插口和所述光纤接触点，通过对所述清洁杆左右移动的同时还可周向旋转，实现了对所述插口和所述光纤接触点的全面清洁，由此保证所述光纤接触点在使用过程中，减少因灰尘对光纤信号的传输造成信号失真或折损的情况。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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