[发明专利]基于光时域反射原理的光纤激光器损耗检测方法

说明书

一种基于光时域反射原理的光纤激光器损耗检测方法，首先由信号发生器控制脉冲光源发射脉冲激光信号，通过耦合器传输到光纤激光器系统中。然后通过耦合器，光电探测器实时接收光纤激光器系统中脉冲激光信号所激发的背向散射光和反射光。最后通过数据分析处理模块对比分析发射脉冲光信号和接收的背向光信号，从而得到待测光纤激光器系统中光纤、光纤熔接点和光纤器件的背景损耗和插入损耗。本发明能够在不破坏激光器结构的同时，有效检测全光纤激光器系统中光纤、光纤熔点和器件的背景损耗和插入损耗。该检测方法具有操作简单，定位准确和快速反馈等优点。

技术领域

本发明属于基于光时域反射原理的光纤激光器损耗检测技术领域，更具体地，涉及一种光纤激光器的损耗检测方法。

背景技术

在光纤激光器系统中，熔点损耗以及相关器件的插入损耗都是影响系统效率和稳定运行的关键因数之一。在光纤通信领域，使用光时域反射的方法来判断长距离光纤传输中的光纤断点位置和损耗大小已经是常用的技术手段。光时域反射的基本原理是检测的脉冲光测量在光纤线路中的背向散射光随时间和距离的能量分布曲线，从而分析通信光纤的断点位置和损耗异常情况。而在光纤激光器系统中，评估熔点损耗以及器件的插入损耗一般是采用测量各待测点的透过率的方法来实现的。因此该方法需要对激光器系统中的熔接点或者光纤器件依次进行检测，通过测量经过熔点或者器件前后的输入光功率和输出光功率，从而得到熔点损耗或者器件的插入损耗。这种测试方法具有操作复杂的缺点，并且针对整机化的全光纤激光器系统而言，采取传统的透过率测试方法进行损耗测试会对激光器系统结构造成破坏。因此本发明提出一种新型的光纤激光器损耗的检测方法，来检测光纤激光器系统中的熔点损耗和光纤器件的插入损耗，具有操作简单，定位准确和快速反馈等优点。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于光时域反射原理的光纤激光器损耗检测方法。通过检测光纤激光器系统中的反向散射光和反射光来评估光纤激光器系统中的光纤熔点损耗，光纤器件的插入损耗以及光纤的背景损耗。由此解决了现有技术中测试步骤复杂，需要拆解激光器组件的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于光时域反射原理的全光纤激光器损耗检测方法，包括由脉冲光源、耦合器、信号发生器、光检测器和数据分析处理模块构成的检测装置，其特征在于，该损耗检测方法包括如下步骤：

S1.信号发生器控制脉冲光源发射与待测光纤激光器系统的工作波长及脉宽相匹配的正向传输的脉冲激光信号，同时信号发生器将发射电信号I₀传输给数据分析处理模块；

S2.所述的正向传输的脉冲激光信号通过耦合器耦合到待测光纤激光器系统中；

S3.光电探测器通过耦合器接收由待测光纤激光器系统反向传输的散射光和反射光信号，并通过公式I_电＝α·I_光将光信号转化为接收电信号I_L后传输给数据分析处理模块，式中，α为光电转换系数；

S4.通过数据分析处理模块计算待测光纤激光器系统中光纤熔点和器件的背景损耗A_背景和插入损耗A_插入，公式如下：

式中，L为待测光纤激光器系统中光纤的长度。

优选地，所述步骤S1中的脉冲光源，其特征在于所述脉冲光源其特征是波长为全光纤激光器的非吸收波段，比如掺镱的光纤激光器系统可以采用1625nm波长的脉冲光源。

优选地，所述步骤S1中的信号发生器可选用皮秒或者是纳秒信号发生器，比如雪崩晶体三极管、阶跃二级管或者是金属氧化物半导体场效应晶体管。

优选地，所述步骤S2中的光纤耦合器，可以选用单模光纤或者多模光纤制备的耦合器。分别对应检测双包层光纤激光器系统中的纤芯和内包层中的损耗。