連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)意義上的激光峰值功率定義為激光脈沖能量與激光脈沖半寬度的比值。當(dāng)重 復(fù)頻率較低或脈沖寬度較寬時(shí)，可先用波形探測(cè)器和示波器測(cè)出激光脈沖波形半寬度H，再 用激光能量計(jì)測(cè)出激光脈沖能量E。然后按Pp=E/H計(jì)算激光峰值功率。當(dāng)重復(fù)頻率較高 或脈沖寬度較窄時(shí)，由于無(wú)法直接測(cè)量激光脈沖能量，可先用波形探測(cè)器、示波器測(cè)出激光 脈沖頻率f、激光脈沖波形半寬度H，再用激光功率計(jì)測(cè)出激光平均功率Pav。然后按公式：
[0003]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置，其特征在于，包括可控衰減器、光電轉(zhuǎn)換 采集電路及中央處理器，所述可控衰減器連接被測(cè)脈沖光源的光纖輸入接口，可控衰減器 連接光電轉(zhuǎn)換采集電路，光電轉(zhuǎn)換采集電路通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA連接中央處理器， 中央處理器連接有顯示模塊； 所述光電轉(zhuǎn)換采集電路包括光電轉(zhuǎn)換探測(cè)器及兩路并行的脈沖寬度頻率測(cè)試通道和 積分保持通道，脈沖寬度頻率測(cè)試通道和積分保持通道的起始端均連接有用于切換的模擬 開(kāi)關(guān)，終端分別通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA連接中央處理器，中央處理器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程 門(mén)陣列FPGA連通控制脈沖寬度頻率測(cè)試通道和積分保持通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置，其特征在于，所 述光電轉(zhuǎn)換探測(cè)器與模擬開(kāi)關(guān)之間加裝有用于放大光電流的前置放大器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置，其特征在于，所 述脈沖寬度頻率測(cè)試通道包括依次連通的第一程控放大器、高速A/D轉(zhuǎn)換器； 所述積分保持通道包括依次連通的積分保持電路、第二程控放大器、高精度A/D轉(zhuǎn)換 器； 所述中央處理器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA連通第一程控放大器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、 積分保持電路、第二程控放大器及高精度A/D轉(zhuǎn)換器。
4. 連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試方法 基于權(quán)利要求3所述的連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置，本測(cè)試方法采用如下步 驟： (1) 被測(cè)脈沖光源通過(guò)光纖輸入接口輸入連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置， 可控衰減器對(duì)輸入的脈沖光進(jìn)行固定倍數(shù)的衰減； (2) 衰減后的脈沖光源經(jīng)光電轉(zhuǎn)換探測(cè)器轉(zhuǎn)換為光電流信號(hào)； (3) 光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)通過(guò)快速模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，通過(guò)脈沖寬度頻率測(cè)試通道和 積分保持通道，分別完成脈沖寬度測(cè)試、頻率測(cè)試及脈沖光積分保持采集，并將測(cè)試結(jié)果傳 輸給中央處理器； (4) 當(dāng)峰值模擬信號(hào)進(jìn)入到積分保持模塊后，通過(guò)步驟（3)反饋給中央處理器的信息 判斷調(diào)節(jié)積分保持電路的積分參數(shù)，通過(guò)積分后的電壓值傳輸給第二程控放大器，經(jīng)過(guò)第 二高精度轉(zhuǎn)換AD將積分電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，中央處理器根據(jù)數(shù)字信號(hào)的大小實(shí)時(shí)調(diào) 節(jié)第一程控放大器的檔位，重復(fù)步驟（3)獲得脈沖寬度H、頻率f?及平均功率P av; (5) 根據(jù)步驟（4)獲得的頻率f、脈沖寬度H、平均功率Pav，利用中央處理器，按公式：
求出相應(yīng)的峰值光功率結(jié)果； (6) 顯示模塊實(shí)時(shí)顯示峰值光功率的測(cè)量結(jié)果。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特 征在于，所述步驟（4)中對(duì)于已知脈沖寬度H及頻率f，可通過(guò)中央處理器輸入被測(cè)信號(hào)的 頻率f?和脈沖寬度H，然后直接利用步驟（5)的公式求出峰值光功率值。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了連續(xù)窄脈寬激光器峰值光功率的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。本裝置包括可控衰減器、光電轉(zhuǎn)換采集電路及中央處理器?？煽厮p器連接被測(cè)脈沖光源的光纖輸入接口，可控衰減器連接光電轉(zhuǎn)換采集電路，光電轉(zhuǎn)換采集電路通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA連接中央處理器，中央處理器連接有顯示模塊。通過(guò)高速光脈沖轉(zhuǎn)換技術(shù)、高速脈沖信號(hào)的頻率和脈寬測(cè)量技術(shù)、連續(xù)脈沖光積分保持技術(shù)、量程自動(dòng)換擋技術(shù)設(shè)計(jì)的采集電路，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的脈沖光功率測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)，利用本單機(jī)裝置和方法就可以完成對(duì)連續(xù)脈沖光功率的測(cè)試，擺脫了由于涉及環(huán)節(jié)多，無(wú)法實(shí)現(xiàn)儀器化的難題，從而縮減成本投入、減小系統(tǒng)體積、簡(jiǎn)化操作流程，具有很強(qiáng)的通用性。
【IPC分類(lèi)】G01J1-42
【公開(kāi)號(hào)】CN104819773
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510192416
【發(fā)明人】劉磊, 閆繼送, 孫強(qiáng), 吳寅初, 韓順利
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月21日