專利名稱：全光纖激光拉曼測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于激光測量領域，涉及一種全光纖激光拉曼測量裝置。
背景技術：
激光拉曼技術已經(jīng)廣泛的應用于生物、醫(yī)學、食品、科研等眾多領域。目前的激光拉曼裝置中，光源多采用固體激光器和半導體激光器，光路結構設計主要有兩種:(I)探測激光的傳輸、發(fā)射和信號光的接收為空間光路結構。這種系統(tǒng)采用光學元件來對探測激光的傳輸和發(fā)射進行控制，返回的信號光經(jīng)過濾光片后通過光學接收系統(tǒng)被收集進入探測器。這種系統(tǒng)采用大量的機械調(diào)整裝置和光學元件造成系統(tǒng)體積龐雜，同時不可避免地導致了整體的穩(wěn)定性下降；(2)在上述結構的基礎上，采用光纖來替代空間光路，通過耦合裝置將探測激光耦合進入光纖進行傳輸，經(jīng)過發(fā)射裝置后照射到目標上，通過接收裝置將信號光耦合進入光纖，經(jīng)過濾光片后通過光纖傳輸?shù)教綔y器上進行測量。這種結構將原來在空間的激光傳輸過程在光纖中完成，減少了部分空間機械結構件和光學元件，提高了穩(wěn)定性，但增加了激光耦合進入光纖的裝置，并且系統(tǒng)的發(fā)射和接收仍然為分立的光學系統(tǒng)，需要2根以上的光纖，結構方面還是不夠簡潔、穩(wěn)定?？偨Y上述兩種光路結構，其共同的特點為發(fā)射和接收采用分立的光路、在信號光的接收光路上設置濾光片將殘余探測光濾除、光路上都有復雜且穩(wěn)定性較差的機械調(diào)整裝置。

實用新型內(nèi)容為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種穩(wěn)定性好、體積小以及結構簡單的全光纖激光拉曼測試裝置。本實用新型的技術解決方案是:本實用新型提供了一種全光纖激光拉曼測試裝置，其特殊之處在于:所述全光纖激光拉曼測試裝置包括光源、光纖隔離器、波分復用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；所述光纖隔離器設置在光源的出射光路上；所述光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標設置在發(fā)射/接收器的出射光路上。上述光源通過光纖接入光纖隔離器。上述光源是光纖激光器、光纖耦合輸出的半導體激光器或在光學領域常用的各種激光器。本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型中的利用雙包層光纖作為傳輸光纖，該類型的光纖具有兩個包層，傳光的通道包括纖芯和內(nèi)包層:纖芯直徑較細、數(shù)值孔徑較小，內(nèi)包層直徑較粗、數(shù)值孔徑較大。根據(jù)雙包層光纖的特點，纖芯直徑細數(shù)值孔徑小，采用纖芯傳輸探測激光能夠保證其較好的激光模式；內(nèi)包層直徑粗數(shù)值孔徑大，能夠接收和傳輸更大孔徑角的散射光信號，用來傳輸拉曼信號光。纖芯中探測激光和內(nèi)包層中信號激光的傳輸方向在雙包層光纖中是相反的，共用一根光纖，并且相互之間不干擾。本實用新型既充分滿足了探測激光和信號光傳輸時對光纖的要求，又將兩個光路通過一根光纖有機的結合在一起；全光纖結構，體積小，穩(wěn)定性極高，免調(diào)試，免維護；本實用新型采用雙包層光纖，實現(xiàn)了探測激光和信號光的共光纖傳輸，大大簡化了系統(tǒng)的結構；同時，模式較好的探測激光約束在纖芯傳輸，較好的保持了激光模式，散射的拉曼信號光被接收耦合至多模的內(nèi)包層中傳輸，可以接收更多的信號光；采用雙包層光纖波分復用器，不使用濾光片也實現(xiàn)了濾波功能。本實用新型所提供的結構是全光纖結構、收發(fā)共光路、不采用濾光片濾光的激光拉曼測試裝置，解決了背景技術中結構復雜、體積龐大、穩(wěn)定性差等問題。

圖1是本實用新型所采用的雙包層光纖的結構示意圖；圖2是本實用新型所提供的全光纖激光拉曼測試裝置結構示意圖；1-光源；2_光纖隔離器；3_波分復用耦合器；4_雙包層光纖；5_發(fā)射/接收器；6-待測目標；7-光譜分析儀。
具體實施方式
本實用新型中的關鍵技術在于巧妙的利用了雙包層光纖作為傳輸光纖。如圖1所示，該類型的光纖具有兩個包層，傳光的通道包括纖芯和內(nèi)包層:纖芯直徑較細、數(shù)值孔徑較?。粌?nèi)包層直徑較粗、數(shù)值孔徑較大。根據(jù)雙包層光纖的特點，纖芯直徑細、數(shù)值孔徑小，采用纖芯傳輸探測激光能夠保證其較好的激光模式；內(nèi)包層直徑粗數(shù)值孔徑大，能夠接收和傳輸更大孔徑角的散射光信號，用來傳輸拉曼信號光。纖芯中探測激光和內(nèi)包層中信號激光的傳輸方向在雙包層光纖中是相反的，共用一根光纖，并且相互之間不干擾。這個思路巧妙之處在于:既充分滿足了探測激光和信號光傳輸時對光纖的要求，又將兩個光路通過一根光纖有機的結合在一起。參見圖2，本實用新型提供了 一種全光纖激光拉曼測試裝置，該全光纖激光拉曼測試裝置包括光源、光纖隔離器、波分復用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；光纖隔離器設置在光源的出射光路上；光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標設置在發(fā)射/接收器的出射光路上。雙包層光纖兩端分別接入發(fā)射/接收器5以及波分復用耦合器3 ;待測目標設置在發(fā)射/接收器5的出射光路上。本實用新型的工作過程是:探測激光光源I采用光纖激光器或者光纖耦合輸出的半導體激光器或其它類型的激光器，通過光纖和光纖隔離器2相連接，光纖隔離器2的作用在于將返回的激光隔住以保護光源I。通過光纖隔離器2后的探測激光進入雙包層光纖波分復用耦合器3，波分復用耦合器3的作用在于可以將不同波長的光耦合在一起，反過來可以將不同波長的光分開。探測激光通過波分復用耦合器3后，進入雙包層光纖4的纖芯中，向前傳輸通過光纖發(fā)射/接收器5后，準直/聚焦照射在待測目標6上，產(chǎn)生散射的拉曼信號光。拉曼信號光通過發(fā)射/接收器5進行收集，由于信號光為散射光，因此收集的大部分光率禹合進入了雙包層光纖的內(nèi)包層中，反向傳輸至波分復用I禹合器3,由于拉曼信號光的波長和探測激光的不同，因此通過波分復用耦合器3后信號光從b端口輸出至高靈敏度光譜分析儀7中將信號數(shù)據(jù)分析出來，而殘余探測激光則從a端口輸出，被光纖隔離器2隔離。
權利要求1.一種全光纖激光拉曼測試裝置，其特征在于:所述全光纖激光拉曼測試裝置包括光源、光纖隔離器、波分復用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；所述光纖隔離器設置在光源的出射光路上；所述光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標設置在發(fā)射/接收器的出射光路上。
2.根據(jù)權利要求1所述的全光纖激光拉曼測試裝置，其特征在于:所述光源通過光纖接入光纖隔離器。
專利摘要本實用新型涉及一種全光纖激光拉曼測量裝置，包括光源、光纖隔離器、波分復用耦合器、雙包層光纖、發(fā)射/接收器以及光譜分析儀；光纖隔離器設置在光源的出射光路上；光纖隔離器以及光譜分析儀分別通過波分復用耦合器以及雙包層光纖接入發(fā)射/接收器；待測目標設置在發(fā)射/接收器的出射光路上。本實用新型提供了一種穩(wěn)定性好、體積小以及結構簡單的全光纖激光拉曼測試裝置。
文檔編號G02B6/036GK203011838SQ20122067281
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者高存孝, 薛彬, 朱少嵐, 楊直, 趙衛(wèi), 王屹山 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所