[发明专利]基于飞秒激光写入的晶体光波导散斑温度测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于飞秒激光写入的晶体光波导散斑温度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、采用飞秒激光写入技术在立方系晶体中写入不同几何形状的通道型包层光波导，且该通道型包层光波导的芯径取值范围为50μm-100μm；

步骤2、采用端面耦合技术将不同波长的激光耦合进入所述步骤1的通道型包层光波导，并在改立方系晶体温度的同时记录温度变化过程中通道型包层光波导出射端的散斑图；

步骤3、对步骤2中不同温度下所收集的散斑图样进行计算处理来解析温度变化。

2.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光写入的晶体光波导散斑温度测量方法，其特征在于：所述步骤1的立方系晶体为铌酸锂晶体，在铌酸锂晶体中写入半圆形的通道型包层光波导，且该通道型包层光波导的芯径取值范围为60μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于飞秒激光写入的晶体光波导散斑温度测量方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法为：设置初始温度下的散斑图为参考，采用如下公式计算出温度变化之后的散斑图与参考散斑图之间的平均强度变化，并将温度变化与对应的散斑强度变化进行线性拟合，并根据此线性关系来解析温度变化；

上式中，AIV表示温度变化之后的散斑图与参考散斑图之间的平均强度变化，X·Y表示散斑图的像素大小，(x,y)表示散斑图中某个像素的坐标，代表初始散斑图在(x,y)坐标处的像素灰度值，则为第i个温度状态下所拍摄散斑图在对应位置处的像素灰度值。

4.如权利要求1至3的任一项权利要求所述步骤1的采用飞秒激光写入技术在立方系晶体中写入不同几何形状的通道型包层光波导的实验系统，其特征在于：包括飞秒激光器、半波片、格兰泰勒棱镜、中性滤波片、分色镜、三维电动平台、控制器、计算机、电动快门、照明光源、CCD、透镜和分束镜；所述飞秒激光器射出的飞秒激光依次经过半波片、格兰泰勒棱镜、中性滤波片和分色镜后由显微物镜聚焦在立方系晶体样品表面或内部，用于形成通道型包层光波导；所述电动快门设置在中性滤波片和分色镜之间，其一端与计算机相连接，用于控制飞秒激光器的开关；该计算机还通过控制器与三维电动平台连接，该三维电动平台上放置有立方系晶体样品，用于调控晶体样品的写入速率和写入深度的参数；所述照明光源依次经过分束镜、分色镜和显微物镜照射到立方系晶体样品上，反射光再依次经过显微物镜、分色镜、分束镜和透镜后投射到CCD，并将CCD与计算机连接，用于对通道型包层光波导刻制过程进行实时观察。

5.如权利要求1至3的任一项权利要求所述步骤2的采用端面耦合技术将不同波长的激光耦合进入通道型包层光波导,并在改立方系晶体温度的同时记录温度变化过程中通道型包层光波导出射端的散斑图的实验系统，其特征在于：包括三台波长不同的激光器、反射镜、分束镜、半波片、显微物镜、通道型包层光波导、半导体制冷片和CCD；所述三台波长不同的激光器平行放置，其出射激光分别经反射镜和分束镜置于同一水平轴，再经过半波片和显微物镜耦合进通道型包层光波导，该通道型包层光波导出射端的光经过显微物镜投射到CCD，用于散斑图的拍摄；所述半导体制冷片置于立方系晶体下方，用于对该立方系晶体施加温度变化。