消光比测试系统、方法、设备及介质与流程

专利2025-05-13  31


本申请涉及光信号测量,具体涉及到一种消光比测试系统、方法、设备及介质。


背景技术:

1、在激光雷达、分布式光纤传感技术领域中,脉冲激光的性能优劣直接影响整个系统性能的优劣,其中,脉冲激光的性能中的消光比直接影响接收机的灵敏度,如何准确地对消光比进行测量非常关键。相关技术中,通过采用光电二极管将脉冲激光的光信号转化为电信号,进一步采用示波器输出电信号对应的波形,然后计算波形中波峰功率和波谷功率的比值。因输入的待测脉冲激光的光功率和转化后的电信号的电流幅值是成正比的,故将电信号的波峰功率和波谷功率的比值作为待测脉冲激光的消光比。但是,受示波器的精度限制,这种方式测量的消光比的测量范围一般不超过30db,测量范围较小,当脉冲激光的消光比较大时,无法进行准确测量。


技术实现思路

1、本申请提供一种消光比测试系统、方法、设备及介质,可以解决现有技术中存在的在进行脉冲激光的消光比测试时,受示波器的精度限制,这种方式测量的消光比的测量范围较小,不适合测量消光比较大的脉冲激光。

2、第一方面,本申请实施例提供一种消光比测试系统,所述消光比测试系统包括:

3、待测脉冲激光光源、时钟发生器、延时器、分束器、功率监控模块、第一可调衰减器、门控式单光电子探测器和主控芯片;

4、其中,所述时钟发生器的第一端与所述待测脉冲激光光源的输入端连接,所述脉冲激光光源的输出端与所述分束器的输入端连接,所述分束器的第一输出端与所述功率监控模块的输入端连接,所述分束器的第二输出端与所述第一可调衰减器的输入端连接,所述功率监控模块的输出端与所述主控芯片连接;

5、所述时钟发生器的第二端与所述延时器的输入端连接,所述延时器的输出端与所述门控式单光电子探测器的第一输入端连接,所述门控式单光电子探测器的第二输入端与所述第一可调衰减器的输出端连接,所述门控式单光电子探测器的输出端与所述主控芯片连接;

6、所述第一可调衰减器,用于控制输入至所述门控式单光电子探测器的脉冲激光的单脉冲平均能量;

7、所述功率监控模块,用于确定所述脉冲激光的平均光功率;

8、所述门控式单光电子探测器,用于探测单位时间内所述脉冲激光中的光子数量;

9、所述主控芯片,用于根据所述平均光功率和所述光子数量,确定脉冲激光的消光比。

10、结合第一方面,在一种实施方式中,在所述待测脉冲激光光源的输出端与所述分束器的输入端之间还布置有第二可调衰减器,

11、所述第二可调衰减器,用于调节输入至所述功率监控模块的脉冲激光的光功率的大小。

12、第二方面,本申请实施例提供了一种消光比测试方法,应用于上述第一方面中任一项所述的消光比测试系统,所述消光比测试方法包括:

13、控制所述时钟发生器发出第一时钟和第二时钟,并对第一时钟和第二时钟进行同步;

14、在所述待测脉冲激光光源接收到第一时钟后,控制所述待测脉冲激光光源发出脉冲激光,在所述门控式单光电子探测器接收到经过所述延时器的第二时钟后,控制所述门控式单光电子探测器输出门控信号;

15、利用所述分束器对所述脉冲激光进行分束处理,得到分束后的脉冲激光;

16、利用所述功率监控模块确定所述分束后的脉冲激光的平均光功率,利用所述第一可调衰减器将所述分束后的脉冲激光的单脉冲平均能量控制在预设范围内,利用所述门控信号探测单位时间内所述分束后的脉冲激光中的光子数量;

17、所述主控芯片根据所述平均光功率和所述光子数量,确定所述脉冲激光的消光比。

18、结合第二方面,在一种实施方式中,在所述利用所述分束器对脉冲激光进行分束处理的步骤之前,还包括:

19、对所述第二可调衰减器的衰减值进行调节,以控制输入至所述功率监控模块的脉冲激光的光功率的大小。

20、结合第二方面,在一种实施方式中,所述脉冲激光的激光脉宽小于所述门控信号的有效门宽,且所述有效门宽小于所述脉冲激光的波谷宽度。

21、结合第二方面,在一种实施方式中,所述脉冲激光的激光频率fp与所述门控信号的门控频率fg之间的对应关系为:fg=n*fp或fp=n*fg,其中,n为正整数。

22、结合第二方面,在一种实施方式中,所述主控芯片根据所述平均光功率和所述光子数量,确定所述脉冲激光的消光比,包括:

23、将所述平均光功率除以所述光子数量,得到商,并将所述商作为所述脉冲激光的消光比。

24、结合第二方面,在一种实施方式中,所述预设范围为小于或等于0.1个光子。

25、第三方面,本申请实施例提供了一种消光比测试设备,所述消光比测试设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的消光比测试程序,其中所述消光比测试程序被所述处理器执行时,实现如前述的消光比测试方法的步骤。

26、第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有消光比测试程序,其中所述消光比测试程序被处理器执行时,实现如前述的消光比测试的步骤。

27、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括:

28、提供了一种消光比测试系统,包括:待测脉冲激光光源、时钟发生器、延时器、分束器、功率监控模块、第一可调衰减器、门控式单光电子探测器和主控芯片,本申请利用了门控式单光子探测器的探测特性,可实现在不同时刻对脉冲激光的消光比进行测试,并通过改变第一可调衰减器的衰减值来调节对脉冲激光测试时波峰或波谷的检测功率,从而极大地提高了待测脉冲激光光源的消光比的测量范围。



技术特征:

1.一种消光比测试系统,其特征在于,所述消光比测试系统包括:

2.如权利要求1所述的消光比测试系统,其特征在于,在所述待测脉冲激光光源的输出端与所述分束器的输入端之间还布置有第二可调衰减器,

3.一种消光比测试方法,应用于权利要求1-2中任一项所述的消光比测试系统,其特征在于,所述消光比测试方法包括:

4.如权利要求3所述的消光比测试方法,应用于权利要求2所述的消光比测试系统,其特征在于,在所述利用所述分束器对脉冲激光进行分束处理的步骤之前,还包括:

5.如权利要求3-4中任一项所述的消光比测试方法,其特征在于,所述脉冲激光的激光脉宽小于所述门控信号的有效门宽,且所述有效门宽小于所述脉冲激光的波谷宽度。

6.如权利要求3-4中任一项所述的消光比测试方法,其特征在于,所述脉冲激光的激光频率fp与所述门控信号的门控频率fg之间的对应关系为:fg=n*fp或fp=n*fg,其中,n为正整数。

7.如权利要求3所述的消光比测试方法,其特征在于,所述主控芯片根据所述平均光功率和所述光子数量,确定所述脉冲激光的消光比,包括:

8.如权利要求3所述的消光比测试方法,其特征在于,所述预设范围为小于或等于0.1个光子。

9.一种消光比测试设备,其特征在于,所述消光比测试设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的消光比测试程序,其中所述消光比测试程序被所述处理器执行时,实现如权利要求3至8中任一项所述的消光比测试方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有消光比测试程序,其中所述消光比测试程序被处理器执行时,实现如权利要求3至8中任一项所述的消光比测试方法的步骤。


技术总结
一种消光比测试系统、方法、设备及介质,属于光信号测量技术领域。其中,系统包括:待测脉冲激光光源、时钟发生器、延时器、分束器、功率监控模块、第一可调衰减器、门控式单光电子探测器和主控芯片,本申请提供的消光比测试系统通过在待测脉冲激光光源接收到第一时钟后,控制待测脉冲激光光源发出脉冲激光,在门控式单光电子探测器接收到的第二时钟后,控制门控式单光电子探测器输出门控信号;利用分束器对脉冲激光进行分束处理;利用功率监控模块确定分束后的脉冲激光的平均光功率,利用门控信号探测单位时间内分束后的脉冲激光中的光子数量;主控芯片根据平均光功率和光子数量,确定消光比,可提高脉冲激光的消光比的测量范围。

技术研发人员:张盛祥,王栋,傅焰峰,肖希
受保护的技术使用者:武汉光谷信息光电子创新中心有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/index.php/read-1819730.html

最新回复(0)