基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法及系统，该方法包括：设置可调谐激光器、恒温箱、光功率计和光波长计的初始测试参数；将待测体光栅接入可调谐激光器，获取致动器在不同空间位置下的光功率计和光波长计的测量数据；对获取的测量数据进行分析，得到待测体光栅多个衍射级次光的输出光功率与谐振输出波长之间的变化关系曲线；对变化关系曲线进行分析，得到不同级次待测体光栅的相对衍射效率分布数据。本发明专利技术能够对不同批次、不同波长以及相同波长不同衍射级次的体光栅相对衍射效率进行自动测试，并对测试得到的输出光功率测试结果进行自动分析，实现对体光栅特征参数的准确、快速测试。快速测试。快速测试。

【技术实现步骤摘要】
基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法及系统


[0001]本专利技术属于体光栅衍射效率自动测试
，尤其涉及一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]宽范围自由空间光外腔扫频激光源(又称Littman
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Metcalf型可调谐激光器，简称LM
‑
TL)由于具有单纵模、窄线宽、输出波长连续可调、相位噪声低等突出的优点已广泛应用于基于高阶光调制格式的高速相干光通信网络、光纤三维形状频域传感、线性扫频的痕量气体探测和自动驾驶等领域，但是在传统LM
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TL的运转输出过程中，对宽范围、窄线宽线性连续可调谐激光输出的实现严重依赖于体光栅相对衍射效率的准确标定。
[0004]目前，国内外的体光栅相对衍射效率测试系统普遍采用单色仪的结构形式，由于大部分单色仪需要通过调整入射狭缝和镜头组件来保证入射到待测体光栅表面的光束单色性，从而使得因光学元件的固定位置受限而导致测试系统的扫描范围有限，同时由于需要一路参考光用于入射光能量的测量进而导致谱段适用宽度较窄。此外，用单色仪生成的单色光作为测试光源，其光学特性与LM
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TL谐振辐射光特性存在差异，且产生的测试光在体光栅表面处的投影光斑往往较小，测试光光学参数与体光栅实际工作状态存在较大差异。显然，传统的体光栅相对衍射效率测试系统不能快速、高效以及精确地表征不同批次、不同波长以及相同波长不同衍射级次的体光栅相对衍射效率等特征参数对LM
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TL的适用性，难以满足LM
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TL在高速相干光通信领域的应用的需求；同时非针对性的体光栅相对衍射效率测试方法与系统也导致测试过程低效、成本增加。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法及系统，通过采用宽范围自由空间光外腔扫频激光源(Littman
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Metcalf型可调谐激光器，简称LM
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TL)作为测试设备，对不同批次、不同波长以及相同波长不同衍射级次的体光栅相对衍射效率进行自动测试，并对测试得到的输出光功率测试结果进行自动分析，从而得到待测体光栅相对衍射效率光谱和最佳工作波长区间测试数据，实现对体光栅特征参数的准确、快速测试。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，包括：
[0008]设置可调谐激光器、恒温箱、光功率计和光波长计的初始测试参数；
[0009]将待测体光栅接入可调谐激光器，改变致动器的空间位置，获取致动器在不同空间位置下的光功率计和光波长计的测量数据；
[0010]对获取的光功率计和光波长计的测量数据进行分析，得到待测体光栅多个衍射级次光的输出光功率与谐振输出波长之间的变化关系曲线；
[0011]结合可调谐激光器的本征参数、多个衍射级次光的本征受激光强，对所述变化关系曲线进行分析，得到不同级次待测体光栅的相对衍射效率分布数据。
[0012]本专利技术第二方面提供了一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试系统，包括：可调谐激光器、耦合器、恒温箱、光功率计和光波长计；所述可调谐激光器、恒温箱、光功率计和光波长计分别与控制计算机连接；
[0013]所述恒温箱设置在所述可调谐激光器的外侧；所述可调谐激光器的两路输出端连接耦合器，所述耦合器的三路输出端分别连接第一光功率计、第二光功率计以及光波长计；
[0014]所述控制计算机用于提供可调谐激光器和恒温箱的指令初始化和驱动信号，提供光功率计和光波长计的同步触发采集信号，同时接收并处理光功率计和光波长计实时记录的谐振功率和激射波长分布数据信息，得到不同级次待测体光栅的相对衍射效率分布数据。
[0015]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0016](1)本专利技术提出的体光栅衍射效率自动测试方法及系统，基于LM
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TL的谐振输出光功率对体光栅相对衍射效率敏感的特点，通过对单模光纤耦合输出光功率与不同波长、相同波长不同衍射级次测试迹线的深入分析，实现对样品体光栅相对衍射效率的自动解析，并以此为基础实现对适用于LM
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TL装配的合格体光栅的精确筛选，解决传统依赖于单色仪结构形式对体光栅相对衍射效率特征参数测试过程复杂、谱段适用宽度较窄、测试仪器机械稳定性较差、测试效率低，且产生的测试光在体光栅表面处的投影光斑往往较小，测试光光学参数与体光栅实际工作状态存在较大差异，不能有效表征体光栅总体性能对LM
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TL的兼容性、准确度易受测试光源因素影响而导致LM
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TL输出指标性能差异大的问题；
[0017](2)本专利技术实现了体光栅相对衍射效率参数高效、高准确度自动测试，为智能化高速相干网络可重构传输、互相关频域解耦的光纤三维形状传感、高精度气体光谱测量和自动驾驶等领域提供先进的测试仪器，同时也进一步扩大Littman
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Metcalf型可调谐激光器的应用范围，为LM
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TL增加应用场景，促进宽范围自由空间光外腔可调谐激光器产业的快速发展。
[0018]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0019]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0020]图1为第一个实施例的基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法流程图。
[0021]图2为第一个实施例的标定体光栅0级衍射级次光输出光功率与谐振输出波长间的变化关系曲线。
[0022]图3为第一个实施例的高衍射级次光的本征受激光强BL1的计算方法流程图。
[0023]图4为第一个实施例的待测体光栅不同衍射级次相对衍射效率计算方法流程图。
[0024]图5为第二个实施例的基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试系统结构图。
[0025]图6为第二个实施例的Littman
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Metcalf型可调谐激光器的结构示意图。
具体实施方式
[0026]实施例一
[0027]本实施例公开了一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，采用Littman
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Metcalf型可调谐激光器作为测试设备，对不同批次、不同波长以及相同波长不同衍射级次的体光栅相对衍射效率进行自动测试，并对测试得到的输出光功率测试结果进行自动分析，从而得到待测体光栅相对衍射效率光谱和最佳工作波长区间测试数据，实现对体光栅特征参数的准确、快速测试，具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，其特征在于，包括：设置可调谐激光器、恒温箱、光功率计和光波长计的初始测试参数；将待测体光栅接入可调谐激光器，改变致动器的空间位置，获取致动器在不同空间位置下的光功率计和光波长计的测量数据；对获取的光功率计和光波长计的测量数据进行分析，得到待测体光栅多个衍射级次光的输出光功率与谐振输出波长之间的变化关系曲线；结合可调谐激光器的本征参数、多个衍射级次光的本征受激光强，对所述变化关系曲线进行分析，得到不同级次待测体光栅的相对衍射效率分布数据。2.如权利要求1所述的一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，其特征在于，所述的设置可调谐激光器的初始测试参数，包括：设置半蝶型封装种子源的驱动电流、支撑板的保持温度以及致动器的驱动步幅信号；所述的设置恒温箱的初始测试参数，包括：设置恒温箱的保持温度；所述的设置光功率计和光波长计的初始测试参数，包括：设置光功率计的采样率和光波长计的波长分辨率。3.如权利要求1所述的一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，其特征在于，所述获取致动器在不同空间位置下的光功率计和光波长计的测量数据，包括：获取高衍射级次光功率数据点数、光波长点数、高衍射级次光功率分布数据、高衍射级次光波长分布数据；获取0级衍射级次下光功率数据点数、光波长点数、0级衍射级次光功率分布数据、0级衍射级次光波长分布数据。4.如权利要求3所述的一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，其特征在于，所述对获取的光功率计和光波长计的测量数据进行分析，分别得到待测体光栅多个衍射级次光的输出光功率与谐振输出波长之间的变化关系曲线，包括：对高衍射级次光波长分布数据和高衍射级次光功率分布数据进行分析，得到标定体光栅高衍射级次光输出光功率与谐振输出波长之间的变化关系曲线；对0级衍射级次光波长分布数据和0级衍射级次光功率分布数据进行分析，得到标定体光栅0级衍射级次光输出光功率与谐振输出波长之间的变化关系曲线。5.如权利要求4所述的一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，其特征在于，所述的结合可调谐激光器的本征参数、多个衍射级次光的本征受激光强，对所述变化关系曲线进行分析，得到不同级次待测体光栅的相对衍射效率分布数据，具体包括：根据待测体光栅高衍射级次光输出光功率与谐振输出波长间的分布数据、高衍射级次光的本征受激光强、待测体光栅0级衍射级次光输出光功率与谐振输出波长间的分布数据、0级衍射级次光的本征受激光强以及Littman
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Metcalf型可调谐激光器的本征参数，计算半蝶型封装种子源的输出光功率以及可调谐激光器的外腔输出光功率；根据所述半蝶型封装种子源的输出光功率和可调谐激光器的外腔输出光功率与待测体光栅的高衍射级次光输出光功率以及0级衍射级次光输出光功率的关系，分别计算所述待测体光栅的高级衍射级次相对衍射效率和0级衍射级次相对衍射效率。6.如权利要求5所述的一种基于可调谐激光器的体光栅衍射效率自动测试方法，其特征在于，所述的0级衍射级次光的本征受激光强以及高衍射级次光的本征受激光强的计算
方法包括：将标定体光栅接入可调谐激光器，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛立文，黄琳，乔山，张爱国，韦育，鞠军委，刘志明，尹炳琪，张志辉，闫继送，金辉，韩纪磊，肖凌峰，
申请(专利权)人：中电科思仪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：