一種激光器的功率恒定系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信測試領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種激光器的功率恒定系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)中放大或振蕩發(fā)射的器件。激光器工作時，產(chǎn)生激光的必不可少的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和增益大過損耗，所以裝置中必不可少的組成部分有激勵源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)兩個部分。激勵是工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。激勵方式有光學(xué)激勵、電激勵、化學(xué)激勵和核能激勵等。
[0003]但是，由于不同半導(dǎo)體激光器的發(fā)光有很大離散性，即使同一個激光器在不同的溫度、濕度下發(fā)光功率也會有不同。為了解決這個問題，一般采用的方法為，在光源電路設(shè)計有加溫度調(diào)節(jié)，有加背探，有加隔離器等等，可是，由于器件本身的問題，輸出功率會變化很大，無法滿足高精度研發(fā)生產(chǎn)需要。
[0004]另外，現(xiàn)有技術(shù)中的激光器功率恒定方法有較大的局限性:當(dāng)增加溫度調(diào)節(jié)時，一般都是通過三極管電路來模擬激光器的溫度變化曲線，只能大概接近，不能和激光器的PN結(jié)溫度曲線吻合；當(dāng)增加背探時，由于是接收激光器的散射光，方向、距離不同，接收的功率差別很大，即使接收器比較穩(wěn)定，不同的激光器也會有不同的電流輸出，根據(jù)這樣的電流來調(diào)節(jié)的激光器功率也會有很大的差異；另外，若保持激光器的溫度恒定，這樣做激光器的功率穩(wěn)定性是比較好的，但是溫度的保持會消耗很大的功率，而且由于激光器部分和板子上其他位置的溫度差異，會造成板卡的溫度不均衡，影響板卡的整體性能。
[0005]專利文件201310600774.3提供了一種基于MCU的激光器光功率自適應(yīng)控制方法，MCU控制單元和上位機建立通信，通過上位機設(shè)置自適應(yīng)控制的方式為激光器偏置電流調(diào)節(jié)或激光器光功率調(diào)節(jié)，采用激光器光功率調(diào)節(jié)時，MCU控制單元依據(jù)上位機設(shè)置的目標發(fā)光功率值和對激光器采樣的實際發(fā)光功率值進行自適應(yīng)控制；采用激光器偏置電流調(diào)節(jié)時，MCU控制單元依據(jù)上位機設(shè)置的目標偏置電流值和對激光器采樣的實際偏置電流值進行自適應(yīng)控制。其設(shè)置復(fù)雜，并不能對激光器的功率達到有效的控制，而且其在控制過程中方法繁瑣，操作麻煩。
[0006]因此，如何研發(fā)一種激光器的功率恒定系統(tǒng)及方法，解決上述問題，便成為亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請解決的主要問題是提供一種激光器的功率恒定系統(tǒng)及方法，以解決無法實現(xiàn)的設(shè)置合理，控制方法操作簡單、使激光器的發(fā)光功率穩(wěn)定、成本低，且激光器消耗的功率小的技術(shù)問題。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種激光器的功率恒定系統(tǒng)，包括:激光器、分光器、光電轉(zhuǎn)換器、信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理器、溫度檢測器和功率調(diào)節(jié)器，其中，
[0009]所述分光器，用于將所述激光器中發(fā)射出的光信號以A:B的比例分為兩部分，并將B比例的光信號發(fā)送至光電轉(zhuǎn)換器；
[0010]所述光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述分光器發(fā)送的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將該電信號發(fā)送至信號轉(zhuǎn)換器；
[0011]所述信號轉(zhuǎn)換器，用于將該電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理器；
[0012]所述數(shù)據(jù)處理器，用于接收所述信號轉(zhuǎn)換器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并計算出激光器發(fā)出的實際功率，并將該實際功率發(fā)送至所述功率調(diào)節(jié)器中；
[0013]所述溫度檢測器，用于準確檢測光電轉(zhuǎn)換器和外部環(huán)境的實時溫度，并與外界環(huán)境溫度進行對比；
[0014]所述功率調(diào)節(jié)器，根據(jù)數(shù)據(jù)處理器計算出的實際功率，調(diào)節(jié)激光器中預(yù)設(shè)的功率值，以確定激光器的發(fā)光功率。
[0015]進一步地，其中，所述A: B為99:1，并將I %的光信號發(fā)送至所述光電轉(zhuǎn)換器。
[0016]進一步地，其中，所述信號轉(zhuǎn)換器，進一步包括:放大電路、濾波電路、電壓校準電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，
[0017]所述放大電路，用于將信號、電流和電壓進行放大；
[0018]所述濾波電路，用于與所述放大電路相連接，篩選出有效電信號，并將該有效電信號發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0019]所述電壓校準電路，用于對所述信號轉(zhuǎn)換器中的失調(diào)電壓隨溫度的變化進行校準；
[0020]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述有效電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理器。
[0021]進一步地，其中，所述數(shù)據(jù)處理器，進一步為:ARM處理器。
[0022]進一步地，其中，所述功率調(diào)節(jié)器，進一步包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電流校準電路、電流控制電路和驅(qū)動電路，其中，
[0023]所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將所述實際功率值轉(zhuǎn)換為電信號，并將該電信號發(fā)送至電流控制電路；
[0024]所述電流校準電路，用于為所述電流控制電路提供電流校準曲線；
[0025]所述電流控制電路，用于將數(shù)模轉(zhuǎn)換器傳來的電信號轉(zhuǎn)換為電流值，將該電流值與電流校準曲線上的理論值進行對比，并將電流值發(fā)送至所述驅(qū)動電路；
[0026]所述驅(qū)動電路，用于接收電流控制電路的電流值，并根據(jù)該電流值對激光器的預(yù)設(shè)功率值進行調(diào)節(jié)，確定激光器的發(fā)光功率。
[0027]進一步地，其中，所述溫度傳感器，進一步為，溫度傳感器。
[0028]進一步地，其中，所述放大電路，進一步包括跨阻放大器、電壓放大器和信號放大器。
[0029]所述濾波電路，進一步包括RC濾波器、低通濾波器和帶通濾波器。
[0030]本發(fā)明還公開了一種激光器的功率恒定方法，包括以下步驟:
[0031]步驟1:分光器將所述激光器中發(fā)射出的光信號以A:B的比例分為兩部分，并將B比例的光信號發(fā)送至光電轉(zhuǎn)換器；
[0032]步驟2:光電轉(zhuǎn)換器將所述分光器發(fā)送的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將該電信號發(fā)送至信號轉(zhuǎn)換器；
[0033]步驟3:信號轉(zhuǎn)換器將該電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理器；
[0034]步驟4:數(shù)據(jù)處理器接收所述信號轉(zhuǎn)換器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并計算出激光器發(fā)出的實際功率，并將實際功率值發(fā)送至所述功率調(diào)節(jié)器中；
[0035]步驟5:溫度檢測器準確檢測光電轉(zhuǎn)換器和外部環(huán)境的實時溫度，并與外界環(huán)境溫度進行對比；
[0036]步驟6:功率調(diào)節(jié)器根據(jù)數(shù)據(jù)處理器計算出的實際功率，調(diào)節(jié)激光器中預(yù)設(shè)的功率值，以確定激光器的發(fā)光功率。
[0037]進一步地，其中，所述步驟3還包括:
[0038]步驟3.1:放大電路將信號、電流和電壓進行放大；
[0039]步驟3.2:濾波電路與所述放大電路建立連接，篩選出有效電信號，并將該有效電信號發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0040]步驟3.3:電壓校準電路對所述信號轉(zhuǎn)換器中的失調(diào)電壓隨溫度的變化進行校準；
[0041]步驟3.4:模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述有效電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理器。
[0042]進一步地，其中，所述步驟6還包括:
[0043]步驟6.1數(shù)模轉(zhuǎn)換器將實際功率值轉(zhuǎn)換為電信號，并將該電信號發(fā)送至電流控制電路；
[0044]步驟6.2:電流校準電路將電流校準曲線發(fā)送至所述電流控制電路；
[0045]步驟6.3:所述電流控制電路將所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器傳來的電信號轉(zhuǎn)換為電流值，并將該電流值與電流校準曲線上的理論值進行對比，將電流值發(fā)送至驅(qū)動電路；
[0046]步驟6.4驅(qū)動電路接收電流控制電路的電流值，并根據(jù)該電流值對激光器的預(yù)設(shè)功率值進行調(diào)節(jié)