[发明专利]一种掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统及方法

权利要求书

1.一种掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统，其特征在于，包括依次设置的光注入装置、滤模装置、以及光谱分析仪；待测掺镱光纤，其一端与所述光注入装置连接；其另一端与所述滤模装置连接；所述滤模装置输出端为特种截止波长光纤，截止波长小于900nm；

感兴趣波段的激光经所述光注入装置激发并注入所述待测掺镱光纤，经过滤模装置进入光谱分析仪，根据光谱分析仪输出的分析结果确定所述待测掺镱光纤的纤芯吸收系数；

所述滤模装置，为多通道光纤耦合器，包括多个输入端及其相应输出端，所述输入端为与待测光纤芯径匹配的裸光纤，用于与待测光纤通过纤芯对准熔接，所述输入端的裸光纤与相应的输出端的截止波长光纤拉锥后熔接耦合；

所述系统还包括第一和第二包层模剥除装置；

所述待测掺镱光纤，其一端与所述光注入装置的熔接，其与光注入装置的熔接点置于第一包层模剥除装置中；其另一端与所述滤模装置熔接，其与滤模装置的熔接点置于第二包层模剥除装置中；两个包层模剥除装置相同，当待测光纤较短时，两个熔接点置于一个包层模剥除装置中；

所述包层模剥除装置，包括热传导材质凹槽；所述凹槽内注有高折射率液体胶水，所述胶水在589nm波长处的相对折射率≥1.47。

2.如权利要求1所述的掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统，其特征在于，所述输出端截止波长小于900nm的光纤为跳线。

3.如权利要求1所述的掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统，其特征在于，所述光注入装置，包括超连续谱光源和多通道光纤耦合器；所述多通道光纤耦合器包括多根集成耦合跳线，其输入端为跳线头，输出端为裸光纤，用于筛选模式并匹配待测掺镱光纤。

4.如权利要求3所述的掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统，其特征在于，所述超连续谱光源能够输出600～1000nm波长范围的激光。

5.如权利要求1所述的掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统，其特征在于，所述包层模剥除装置，材质优选铜或铝。

6.一种掺镱光纤的纤芯吸收系数测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待测掺镱光纤加载到如权利要求1至4任意一项所述的掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统，使其一端与所述的光注入装置的芯径匹配的输出端连接，另一端与所述滤模装置芯径匹配的输入端连接；

(2)采用调平的光谱分析仪实时监测600nm至1000nm的吸收光谱，并监测α系数；其中α系数按照如下方法计算：

其中为初始测试长度的待测掺镱光纤在915nm波长处的光功率值，为标准长度的待测掺镱光纤在915nm波长处的光功率值，为初始测试长度的待测掺镱光纤在976nm波长处的光功率值，为标准长度的待测掺镱光纤在976nm波长处的光功率值；

(3)调节待测光纤长度，直至α系数处于置信区间；计算此时的待测掺镱光纤长度下的915nm波长和976nm波长处的吸收系数作为待测光纤纤芯吸收系数；具体如下：

其中ABS₉₁₅为此时的待测掺镱光纤长度下的915nm波长处的纤芯吸收系数，ABS₉₇₆为此时的待测掺镱光纤长度下的976nm波长处的纤芯吸收系数，L₁为此时的待测掺镱光纤长度，L₀为标准长度。

7.如权利要求6所述的掺镱光纤的纤芯吸收系数测试方法，其特征在于，所述α系数的置信区间为[2.5，3.5]。

8.如权利要求6所述的掺镱光纤的纤芯吸收系数测试方法，其特征在于，所述调平的光谱分析仪以所述滤模装置截止波长以下的无吸收波长范围为调平基线。