[发明专利]基于光纤环形激光器的五芯光纤光栅探针微尺度测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于光纤环形激光器的五芯光纤光栅探针微尺度测量装置，其特征在于：由波分复用器(2)、掺铒光纤(3)、环形器(4)、耦合器(16)和隔离器B(15b)依次连接构成环形腔，泵浦源(1)通过波分复用器(2)与环形腔连通；所述耦合器(16)通过隔离器A(15a)依次与光谱分析仪(14)和计算机(13)连通；多路光开关(6)通过饱和吸收体(5)与环形器(4)连通，多路光开关(6)通过五根单模光纤(8)、五芯光纤扇出器(9)与五芯光纤(10)连通，在五芯光纤(10)端部上通过探针夹持器(11)固装五芯光纤光栅探针(12)；计算机(13)与多路光开关(6)连通；多路光开关(6)与外部参考光栅(7)连接；所述五芯光纤光栅探针(12)与外部参考光栅(7)通过多路光开关(6)切换可分别作为光纤环形激光器的波长选择器件。

2.一种基于光纤环形激光器的五芯光纤光栅探针微尺度测量方法，其特征在于：所述方法如下：利用泵浦源提供泵浦光，经波分复用器进入作为增益介质的掺铒光纤产生受激辐射光，受激辐射光经过耦合器分光，一部分反馈回由波分复用器、掺铒光纤、环形器、耦合器和隔离器B依次连接构成的环形腔内，另一部分作为激光输出；反馈回环形腔内的光从环形器的A端口进入，通过B端口输出，经过饱和吸收体消除多纵模振荡和抑制跳模，实现光纤环形激光器的单纵模窄线宽输出，再经过作为波长选择器件的五芯光纤光栅探针或外部参考光栅对激光进行选频后，反射进入B端口，从C端口输出后继续在环形腔中传输，随着泵浦功率不断增加，自发辐射将渐渐被抑制，形成窄线宽的单纵模激光输出；当五芯光纤光栅探针与待测构件发生触测时，五芯光纤光栅探针内光纤光栅的反射光谱中心波长将会发生偏移，从而改变输出激光波长，通过切换多路光开关，利用光谱分析仪检测五芯光纤光栅探针中五根光纤光栅和外部参考光栅分别作为波长选择器件时的输出激光中心波长；数据处理中，当五芯光纤光栅探针中心外正交的两组光纤光栅分别作为光纤环形激光器波长选择器件时，光纤环形激光器输出激光波长做差分数据处理，解耦二维径向触测位移和温漂；当五芯光纤光栅探针中心的光纤光栅和外部参考光栅分别作为光纤环形激光器波长选择器件时，光纤环形激光器输出激光波长做差分数据处理，获得无径向触测位移和温漂耦合的轴向触测位移，实现无温度耦合的三维微尺度测量。