专利名称：一种脉冲激光器功率测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉冲激光器功率测试系统。
背景技术：
现有测量脉冲激光器功率的方法主要是平均功率法。平均功率测试方法原理为在激光器工作时可得知激光器的频率f (单位赫兹 Hz)和脉宽u (单位秒us)，采集一段时间(例如Is)激光器功率值为P，计算得到激光器的峰值功率(Ppeak)为
PP k =--
p f-U-IO6 ‘其中脉宽乘以频率(f -u)称为占空比，占空比为激光器工作的时间占总时间的比例，对于半导体激光器而言通常为0. 10%。但是，平均功率测试方法存在以下不足1、功率测试有延迟性通过平均功率进行测试，得到激光器的峰值功率必须经过一段时间的平均之后才能进行计算，得到峰值功率的时间上有延时。2、环境实用性差传统的测试方法受环境影响较大。3、校准困难对于平均功率测试方法的测试系统而言，数据的准确性是最为关键的，但通常测试的仪器只能够返厂进行校准，能够随机进行校准的很少。4、准确性差首先对于该计算方法而言，依赖的基础为激光器的频率和脉宽都是已知的，而且是非常准确或者是理想的，才能给出准确的数据。但是，通常条件下很难保证激光器的频率和脉宽是非常准确或者是理想的，因此数据的准确性差。另外，该方法最后除以占空比(脉宽X频率)相当于对数据进行了放大(例如当脉宽lOOus、频率IOHz时，测试的峰值功率为平均功率的1000倍)，因此也会影响数据的准确性。

实用新型内容本实用新型目的是提供一种脉冲激光器功率测试系统，其解决了现有的平均功率测试系统存在测试延迟、校准困难、准确性差的技术问题。本实用新型的技术解决方案是第一种脉冲激光器功率测试系统，包括校准单元和测试单元；所述校准单元包括校准激光器、光电转换模块、数据采集模块和校准系数产生模块；所述校准激光器是与待测脉冲激光器波长相同的标准连续激光器或标准脉冲激光器； 所述光电转换模块可将校准激光器光强转换为检测电信号，所述数据采集模块用于采集检测电信号，校准系数产生模块可根据检测电信号以及校准激光器的输出功率算出校准系数，所述校准系数=校准激光器的输出功率+校准电信号；所述测试单元包括光电转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；所述数据采集模块用于记录光电转换模块输出的电信号，所述校准模块可根据校准系数和光电转换模块输出的电信号计算得到待测脉冲激光器的输出功率；所述输出功率=校准系数X光电转换模块输出的电信号；所述记录单元用于记录待测脉冲激光器的峰值输出功率；所述校准单元的光电转换模块与测试单元的光电转换模块相同。第二种脉冲激光器功率测试系统，包括校准单元和测试单元；所述校准单元包括校准激光器、光电转换模块、数据采集模块、输出功率检测模块和校准系数产生模块；所述校准激光器是与待测脉冲激光器波长相同的连续激光器或脉冲激光器；所述光电转换模块可将校准激光器光强转换为检测电信号，所述数据采集模块用于采集检测电信号，所述输出功率检测模块可测量校准激光器的输出功率，校准系数产生模块可根据检测电信号以及校准激光器的输出功率算出校准系数，所述校准系数=校准激光器的输出功率+校准电信号；所述测试单元包括光电转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；所述数据采集模块用于记录光电转换模块输出的电信号，所述校准模块可根据校准系数和光电转换模块输出的电信号计算得到待测脉冲激光器的输出功率；所述输出功率=校准系数X光电转换模块输出的电信号；所述记录单元用于记录待测脉冲激光器的峰值输出功率；所述校准单元的光电转换模块与测试单元的光电转换模块相同。第一种脉冲激光器功率测试方法，包括以下步骤1取一个与待测脉冲激光器波长相同的标准激光器作为校准激光器；所述激光器为连续激光器或脉冲激光器；2校准激光器输出激光，将校准激光器的光强信号转换为校准电信号进行采集；3将检测激光器的校准电信号和输出功率进行对比，得到校准系数；所述校准系数=校准激光器的输出功率+校准电信号；4取待测脉冲激光器输出激光；将待测脉冲激光器的光强信号转换为检测电信号；5检测电信号乘以校准系数，得到待测脉冲激光器的峰值输出功率。第二种脉冲激光器功率测试方法，包括以下步骤1取一个与待测脉冲激光器波长相同的标准激光器作为校准激光器；所述激光器为连续激光器或脉冲激光器；2将校准激光器无输出时光电转换装置的输出电信号作为噪声电信号进行采集；3校准激光器输出激光，将校准激光器的光强信号转换为校准电信号进行采集；4将检测激光器的校准电信号减去噪声电信号，然后和输出功率进行对比，得到校准系数；所述校准系数=校准激光器的输出功率+ (校准电信号-噪声电信号)；5取待测脉冲激光器输出激光；将待测脉冲激光器的光强信号转换为检测电信号；6检测电信号乘以校准系数，得到待测脉冲激光器的峰值输出功率。[0036]第三种脉冲激光器功率测试方法，包括以下步骤1取一个与待测脉冲激光器波长相同的激光器作为校准激光器；所述激光器为连续激光器或脉冲激光器；2校准激光器输出激光，将校准激光器的光强信号转换为校准电信号进行采集， 同时测量校准激光器的输出功率；3将检测激光器的校准电信号和输出功率进行对比，得到校准系数；所述校准系数=校准激光器的输出功率+校准电信号；4取待测脉冲激光器输出激光；将待测脉冲激光器的光强信号转换为检测电信号；5检测电信号乘以校准系数，得到待测脉冲激光器的峰值输出功率。第四种脉冲激光器功率测试方法，包括以下步骤1取一个与待测脉冲激光器波长相同的激光器作为校准激光器；所述激光器为连续激光器或脉冲激光器；2将校准激光器无输出时光电转换装置的输出电信号作为噪声电信号进行采集；3校准激光器输出激光，将校准激光器的光强信号转换为校准电信号进行采集， 同时测量校准激光器的输出功率；4将检测激光器的校准电信号减去噪声电信号，然后和输出功率进行对比，得到校准系数；所述校准系数=校准激光器的输出功率+ (校准电信号-噪声电信号)；5取待测脉冲激光器输出激光；将待测脉冲激光器的光强信号转换为检测电信号；6检测电信号乘以校准系数，得到待测脉冲激光器的峰值输出功率。本实用新型具有的优点1、本实用新型方法具有实时性。由于光电转换器件具有高响应速度，可以对激光器的实时功率进行检测。2、本实用新型方法的环境适用性强。对于普通的激光检测设备只能在特定的环境下适用，譬如热感性式功率计受环境温度影响较大。本测试方法可以在激光器未工作条件下进行监测，并将得到的数据进行去噪声处理(即此时的功率为零)。3、易于校准特性。本实用新型可以通过连续激光器进行校准，将连续激光器通过该测试方法的到一组电压信号，再将得到的电压信号与激光器标准数据对比，得到该种激光器的校准系数。该校准系数同样适用于脉冲激光器测试，因为转换的电压信号的大小只与光信号的大小有关，与连续激光或者脉冲激光没有关系。4、准确性高通过实时监控激光器的输出功率可以检测到激光器的输出波形，对于非理想的激光器驱动波形也能够准确的反映到激光器的功率中。本实用新型测试方法可将得到的数据进行去噪声处理，准确性高。5、数据直观。本实用新型方法与传统的平均功率测试方法相比，在未知激光器的脉宽和频率条件下也可以直接给出激光器的输出功率，即无需转换。6、测试激光器的峰值功率不受脉宽和频率的影响，在激光器在工作过程中频率和脉宽变化对测试激光器的峰值功率没有影响。
图1为应用本实用新型的测试工作原理框图；图2为去噪声的工作原理图；图3为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参见图3，脉冲激光器功率测试系统，包括左侧的校准单元和右侧的测试单元；校准单元包括校准激光器、光电转换模块、数据采集模块、输出功率检测模块和校准系数产生模块；校准激光器是与待测脉冲激光器波长相同的连续激光器或脉冲激光器；光电转换模块可将校准激光器光强转换为检测电信号，数据采集模块用于采集检测电信号，输出功率检测模块可测量校准激光器的输出功率，校准系数产生模块可根据检测电信号以及校准激光器的输出功率算出校准系数，校准系数=校准激光器的输出功率+校准电信号；测试单元包括光电转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；数据采集模块用于记录光电转换模块输出的电信号，校准模块可根据校准系数和光电转换模块输出的电信号计算得到待测脉冲激光器的输出功率；输出功率=校准系数X光电转换模块输出的电信号；记录单元用于记录待测脉冲激光器的峰值输出功率；校准单元的光电转换模块与测试单元的光电转换模块相同。参见图1和图2，应用本实用新型的测试工作的步骤为1取一个与待测脉冲激光器波长相同的激光器作为校准激光器；激光器可以是连续激光器或脉冲激光器；2将校准激光器无输出时光电转换装置的输出电信号作为噪声电信号进行采集；3校准激光器输出激光，将校准激光器的光强信号转换为校准电信号进行采集， 同时测量校准激光器的输出功率；4将检测激光器的校准电信号减去噪声电信号，然后和输出功率进行对比，得到校准系数；所述校准系数=校准激光器的输出功率+ (校准电信号-噪声电信号)；5取待测脉冲激光器输出激光；将待测脉冲激光器的光强信号转换为检测电信号；6检测电信号乘以校准系数，得到待测脉冲激光器的峰值输出功率。当环境噪声影响不大时，也可以不采集噪声电信号。当校准激光器为功率已知的标准激光器时，也可以不测量校准激光器的输出功率。本实用新型的原理是光信号转换为电信号的大小由光的强弱决定跟连续与脉冲没有关系。连续和脉冲所决定的只是得到的信号分别为连续信号和脉冲信号而已，对于脉冲信号可以通过软件的方式直接提取最大值信号(或者峰峰值信号)即可。
权利要求1.一种脉冲激光器功率测试系统，其特征在于 包括校准单元和测试单元；所述校准单元包括校准激光器、光电转换模块、数据采集模块和校准系数产生模块；所述校准激光器是与待测脉冲激光器波长相同的标准连续激光器或标准脉冲激光器；所述光电转换模块可将校准激光器光强转换为检测电信号，所述数据采集模块用于采集检测电信号，校准系数产生模块可根据检测电信号以及校准激光器的输出功率算出校准系数；所述测试单元包括光电转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；所述数据采集模块用于记录光电转换模块输出的电信号，所述校准模块可根据校准系数和光电转换模块输出的电信号计算得到待测脉冲激光器的输出功率；所述记录单元用于记录待测脉冲激光器的峰值输出功率；所述校准单元的光电转换模块与测试单元的光电转换模块相同。
2.一种脉冲激光器功率测试系统，其特征在于 包括校准单元和测试单元；所述校准单元包括校准激光器、光电转换模块、数据采集模块、输出功率检测模块和校准系数产生模块；所述校准激光器是与待测脉冲激光器波长相同的连续激光器或脉冲激光器；所述光电转换模块可将校准激光器光强转换为检测电信号，所述数据采集模块用于采集检测电信号，所述输出功率检测模块可测量校准激光器的输出功率，校准系数产生模块可根据检测电信号以及校准激光器的输出功率算出校准系数；所述测试单元包括光电转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；所述数据采集模块用于记录光电转换模块输出的电信号，所述校准模块可根据校准系数和光电转换模块输出的电信号计算得到待测脉冲激光器的输出功率；所述记录单元用于记录待测脉冲激光器的峰值输出功率；所述校准单元的光电转换模块与测试单元的光电转换模块相同。
专利摘要本实用新型提供了一种脉冲激光器功率测试系统，该脉冲激光器功率测试系统的测试单元包括光电转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；所述数据采集模块用于记录光电转换模块输出的电信号，所述校准模块可根据校准系数和光电转换模块输出的电信号计算得到待测脉冲激光器的输出功率；所述输出功率＝校准系数×光电转换模块输出的电信号；所述记录单元用于记录待测脉冲激光器的峰值输出功率；校准单元的光电转换模块与测试单元的光电转换模块相同。本实用新型可以对激光器的实时功率进行检测；环境适用性强；可以通过连续激光器进行校准；准确性高。
文档编号G01J1/42GK202255620SQ20112024078
公开日2012年5月30日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者刘兴胜, 张彦鑫, 昊迪 申请人:西安炬光科技有限公司