光纤激光性能测试系统和泵浦功率测试系统的制作方法

本技术涉及光纤激光，尤其涉及一种光纤激光性能测试系统和一种泵浦功率测试系统。

背景技术：

1、光纤激光器由于其高光束质量、高脉冲能量和高重复频率等特点，已经成为激光雷达用光源的最佳选择。对于光纤激光器系统而言，有源光纤是影响整个系统性能的至关重要的因素，目前，双包层保偏铒镱共掺光纤是高精度的激光雷达探测系统所用激光光源中重要的增益介质，在传统的铒镱共掺有源光纤的基础上加上保偏性能，输出的激光具有人眼安全、能效比高、光束质量好且性能更为优良的线偏振特性，很大程度上促进了1.5～1.6um波段光纤激光器与放大器的发展。

2、在双包层保偏铒镱共掺的研发优化过程中，需要同步测试评价光纤的性能，以确定光纤是否满足客户端的需求及相应的改进方向。实际中需要根据客户端的应用条件将有源光纤接入光纤激光放大器系统作为测试评价光纤性能的直接方法，而由于有源光纤客户端的应用环境不同，在实际测试中不同型号尺寸的保偏铒镱共掺光纤需要匹配相对应尺寸的整套光器件，搭建独立的测试系统，需要消耗大量的器件且复杂耗时。

3、同时，由于在研制有源光纤过程中，需要多维度去评价光纤性能，测试的输出性能参数较多测试量大，数据记录及处理过程非常耗时，对测试人员要求较高，因此，为了简化测试流程，减少资源浪费，需要设计一套通用的测试系统，满足较多的测试需求，并解决自动化采集处理存储数据、提高测试效率的问题。

技术实现思路

1、针对现有光纤激光测试需匹配相对应尺寸的整套光器件，搭建独立的测试系统，需要消耗大量的器件且复杂耗时的问题，现提供一种同步满足多种输出性能参数测试，能够简化测试流程、提高测试效率的测试系统。

2、为实现上述目的，按照本实用新型的第一个方面，提供了一种光纤激光性能测试系统，包括：激光光源，所述激光光源的输出尾纤连接至被测光纤的一端；信号泵浦合束器，包括泵浦输出纤、信号纤和两个泵浦输入纤，所述泵浦输出纤连接至所述被测光纤的另一端；直流电源，所述直流电源的正极和负极通过两个泵浦管分别连接至所述信号泵浦合束器的两个泵浦输入纤；第一分光器，包括第一光输入端、低分光比输出尾纤和高分光比输出尾纤，所述第一光输入端连接至所述信号泵浦合束器的信号纤；第二分光器，包括第二光输入端和两个光输出端，所述第二光输入端连接至所述第一分光器的低分光比输出尾纤；光功率计，连接所述第一分光器的高分光比输出尾纤；光谱仪，连接所述第二分光器的一个光输出端；消光比测试仪，连接所述第二分光器的另一个光输出端。

3、在本实用新型的一个实施例中，所述光纤激光性能测试系统还包括：第一模式适配器，所述第一模式适配器的输入纤连接至所述激光光源的输出尾纤，所述第一模式适配器的输出纤连接所述被测光纤的一端；第二模式适配器，所述第二模式适配器的输入纤连接所述被测光纤的另一端，所述第二模式适配器的输出纤连接所述信号泵浦合束器的泵浦输出纤；其中，所述第一模式适配器的输出纤和所述第二模式适配器的输入纤的尺寸与所述被测光纤的尺寸相匹配。

4、在本实用新型的一个实施例中，所述光纤激光性能测试系统还包括：第一光隔离器，连接在所述激光光源的输出尾纤与所述第一模式适配器的输入纤之间；第二光隔离器，连接在所述信号泵浦合束器的信号纤与所述第一分光器的第一光输入端之间；所述第一光隔离器和所述第二光隔离器为单向通过的非互异性器件，以保持输出信号光的高消光比并隔离背向回光。

5、在本实用新型的一个实施例中，所述第一分光器的分光比为1：99，所述第二分光器的分光比为50：50，以将光路输出激光分为三路，同步监测实时输出功率、光谱和消光比。

6、在本实用新型的一个实施例中，所述光纤激光性能测试系统还包括：上位机，分别连接所述直流电源、所述光功率计、所述光谱仪和所述消光比测试仪，用于控制所述直流电源输出泵浦电流，采集激光的输出功率、光谱和消光比数据，以及计算相应泵浦电流下的光光转换效率。

7、按照本实用新型的第二个方面，还提供了一种光纤泵浦功率测试系统，包括：信号泵浦合束器，包括泵浦输出纤和两个泵浦输入纤；直流电源，所述直流电源的正极和负极通过两个泵浦管分别连接至所述信号泵浦合束器的两个泵浦输入纤；光功率计，连接至所述信号泵浦合束器的泵浦输出纤；上位机，分别连接所述直流电源和所述光功率计，用于控制所述直流电源输出泵浦电流，以及采集所述光功率计测量的泵浦标定功率。

8、在本实用新型的一个实施例中，所述光纤泵浦功率测试系统还包括：第三模式适配器，连接于所述光功率计和所述信号泵浦合束器之间、且所述第三模式适配器连接所述信号泵浦合束器的尾纤尺寸与所述信号泵浦合束器的泵浦输出纤尺寸相匹配。

9、在本实用新型的一个实施例中，所述信号泵浦合束器还包括信号纤，所述光纤泵浦功率测试系统还包括：第三分光器，包括第三光输入端、低分光比输出尾纤和高分光比输出尾纤，所述第三光输入端连接至所述信号泵浦合束器的信号纤；所述光功率计可与所述第三模式适配器拆分，转而连接至所述第三分光器的高分光比输出尾纤。

10、在本实用新型的一个实施例中，所述光纤泵浦功率测试系统还包括：第四分光器，包括第四光输入端和两个光输出端，所述第四光输入端连接至所述第三分光器的低分光比输出尾纤；所述两个光输出端分别连接至光谱仪和消光比测试仪。

11、在本实用新型的一个实施例中，所述光纤泵浦功率测试系统还包括：第三光隔离器，连接在所述信号泵浦合束器的信号纤与所述第三分光器的第三光输入端之间；所述第三光隔离器为单向通过的非互异性器件，以保持输出信号光的高消光比并隔离背向回光。

12、总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，至少能够取得下列有益效果：

13、1)提供的光纤激光性能测试系统通过反向(2+1)×1信号泵浦合束器输入泵浦电流，输出激光测试信号，通过两个1×2分光器将输出激光分为三路，同步监测实时输出功率、光谱和消光比，即利用一套测试系统就可以自动化的全面测试光纤的多个输出性能；

14、2)通过在光路中加入模式适配器，可根据测试需求更换模式适配器，可以确保高功率泵浦光及信号光在低损耗高保偏的条件下有效传输，以准确评价有源光纤的激光性能，解决了不同尺寸待测光纤与光路中器件不匹配的问题，并且避免了直接熔接造成模式不匹配光泄露且偏振串扰大等问题，以及匹配相对应尺寸的整套光器件搭建独立的测试系统需要消耗大量的器件占用大量设备且复杂耗时的问题；

15、3)通过在上位机软件设置泵浦驱动电流大小程序，即可实时显示并采集存储设定的泵浦驱动电流下的输出激光功率、消光比、光谱、光光转换效率，一组测试结束后自动计算并显示出该样品的斜效率并存储，大大简化了双包层保偏铒镱共掺光纤的测试流程；

16、4)提供的光纤泵浦功率测试系统通过反向(2+1)×1信号泵浦合束器连接直流电源和光功率计，通过上位机软件控制可实现自动化的泵浦功率标定，并且信号泵浦合束器还可以连接1×2分光器，光功率计转而接到分光器的输出尾纤，以此能够方便快捷地实现整个泵浦功率标定和光纤激光性能测试过程。

技术特征：

1.一种光纤激光性能测试系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光纤激光性能测试系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的光纤激光性能测试系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的光纤激光性能测试系统，其特征在于，所述第一分光器的分光比为1：99，所述第二分光器的分光比为50：50，以将光路输出激光分为三路，同步监测实时输出功率、光谱和消光比。

5.根据权利要求1所述的光纤激光性能测试系统，其特征在于，还包括：

6.一种光纤泵浦功率测试系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的光纤泵浦功率测试系统，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的光纤泵浦功率测试系统，其特征在于，所述信号泵浦合束器还包括信号纤，所述光纤泵浦功率测试系统还包括：

9.根据权利要求8所述的光纤泵浦功率测试系统，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求8所述的光纤泵浦功率测试系统，其特征在于，还包括：

技术总结
本技术公开了光纤激光性能测试系统和泵浦功率测试系统，所述光纤激光性能测试系统包括：激光光源；第一光隔离器，与激光光源连接；第一模式适配器，与第一光隔离器连接；第二模式适配器，与第一模式适配器分别连接被测光纤的两端、且匹配被测光纤的尺寸；信号泵浦合束器，与第二模式适配器连接，并通过两个泵浦管分别连接线性直流电源的正、负极；第二光隔离器，与信号泵浦合束器连接；第一分光器，与第二光隔离器连接，并通过高分光比尾纤连接光功率计；第二分光器，与第一分光器的低分光比尾纤连接，并通过两路输出尾纤分别连接光谱仪和消光比测试仪。其可以解决现有光纤激光测试需匹配相对应尺寸的整套光器件，搭建独立的测试系统，需要消耗大量的器件且复杂耗时的问题。

技术研发人员：周叶,张勇,曹鑫鑫,钟力,杨坤,杨晨
受保护的技术使用者：长飞光纤光缆股份有限公司
技术研发日：20231130
技术公布日：2024/9/23