CN100587420C - 一种激光光谱测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光光谱测量方法，包括以下步骤：(1)将含有激光光谱信息的激光束全部通过分光器进行分光；(2)将上述步骤中分出的光束分别送入不同波段的光滤波器；(3)采用光信号探测器同时探测不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到激光光谱。在测量脉冲激光光谱时，设置电同步脉冲的产生与控制同步测量光脉冲的测试系统。该方法是一种全光谱探测法，是将激光光谱的全部同时入射到多个波长通道的光电探测器上，探测器同时获得整个测量波长范围的激光光谱，比现有技术中的波长扫描法更方便快捷，且能够同时测量激光的全部光谱。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术领域，具体涉及激光光谱的测量，包括连续激光光谱测量方法和脉冲激光光谱测量方法。
背景技术
激光光谱特性是反映连续激光或脉冲激光光学特征的重要参数，现有技术中测量激光光谱一般为波长扫描方法。
波长扫描法是指：波长扫描一次只能测量一个波长处的光谱功率，它要求测试光源在测试过程中都必须是稳定的，通过逐一扫描测量不同波长处的功率谱，得到全部激光光谱。如图1所示，为连续激光光谱和脉冲激光光谱波长扫描法测量的原理框图，其中在时间上的同步是脉冲激光光谱的测量的关键，如图1中虚线框所示。
对于脉冲激光光谱的测量，需要在激光脉冲周期内的有光能量的时间段进行同步测量，才能得到正确的脉冲激光光谱，因此脉冲激光光谱与连续激光光谱测量不同之处在于设置了电同步脉冲，并控制同步测量光脉冲。波长扫描法测量的特点是技术较为成熟，目前诸多的光谱分析仪设备均为此类技术产品，其缺点是不能对每一个时刻的激光光谱同时测量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种激光光谱测量方法，该方法是一种全光谱测量方案，能够完成对连续激光和脉冲激光每一个时刻光谱特征的测量，而非波长扫描方式随时间逐个波长获得光谱信息。
本发明基于全光谱测量方案构造了一种激光光谱测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将含有激光光谱信息的激光束全部通过分光器进行分光；
(2)、将上述步骤中分出的光束分别送入不同波段的光滤波器；
(3)、采用光信号探测器同时测量不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到激光的光谱。
按照本发明所提供的激光光谱测量方法，其特征在于，在测量连续激光光谱时，包括以下步骤：
(1)、将含有连续激光光谱信息的激光束全部通过分光器进行分光；
(2)、将上述步骤中分出的光束分别送入不同波段的光滤波器；
(3)、采用光信号探测器同时测量不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到连续激光的光谱。
按照本发明所提供的激光光谱测量方法，其特征在于，在测量脉冲激光光谱时，设置电同步脉冲的产生与控制同步测量光脉冲的测试系统，包括以下步骤：
(1)、将含有脉冲激光光谱信息的激光束全部通过分光器进行分光；
(2)、将上述步骤中分出的光束分别送入不同波段的光滤波器；
(3)、基于脉冲激光的波形或驱动激光的电脉冲信号得到同步测量的电信号，并与脉冲激光严格同步；
(4)、采用上述电同步信号控制探测器同步测量不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到脉冲激光光谱。
上述分光器可以由光纤分光器(splitter)、光学元件组成的分光器等器件构成；上述光滤波器可以由光纤滤波器、F-P腔滤波器、干涉滤光片等器件构成；上述光探测器采用PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管、或与波长对应的探测器构成；
上述电同步信号产生与控制电路采用通用模拟和数字电路得到，其工作原理是通过测量脉冲激光的波形或驱动激光的电脉冲信号得到同步测量的电信号，该信号保证与脉冲激光严格同步，即是保证在激光脉冲周期内，电同步信号控制探测器实现同步测量不同中心波长的光功率，从而得到脉冲激光光谱。
本发明所提供的激光光谱测量方法，是一种全光谱测量法，是将激光光谱的全部同时入射到多个波长通道的光电探测器上，探测器同时获得整个测量波长范围的激光光谱，比现有技术中的波长扫描法更方便快捷，且能够同时测量激光的全部光谱。
附图说明
图1是现有技术中波长扫描法连续激光光谱和脉冲激光光谱测量方框图；
图2是本发明所提供的连续激光光谱测量方法的原理图；
图3是本发明所提供的脉冲激光光谱测量方法的原理图；
图4是本发明所提供的脉冲激光和电同步测量信号的时序关系图；
图5是采用本发明测量脉冲激光光谱的一个实施例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图2所示，本发明所提供的连续激光光谱测量方法的原理是将含有连续激光光谱信息的激光束全部通过分光器进行分光，分出的光束分别送入不同波段的光滤波器，采用光信号探测器同时测量不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到连续激光的光谱。
如图3所示，本发明所提供的脉冲激光光谱测量方法的原理是将含有脉冲激光光谱信息的激光束全部通过分光器进行分光，分出的光束分别送入不同波段的光滤波器，基于脉冲激光的波形或驱动激光的电脉冲信号得到同步测量的电信号，并与脉冲激光严格同步，即是保证在激光脉冲周期内，采用上述电同步信号控制探测器实现同步测量不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到脉冲激光光谱。
图4是本发明所提出的脉冲激光和电同步测量信号的时序关系图，上述电同步信号产生与控制电路采用通用模拟和数字电路得到，其工作原理是通过测量脉冲激光的波形或驱动激光的电脉冲信号得到同步测量的电信号，该信号保证与脉冲激光严格同步，即是保证在激光脉冲周期内，电同步信号控制探测器同步测量不同中心波长的光功率。
如图5所示为采用本发明测量脉冲激光光谱的一个具体实施例，将1550nm波段半导体激光(LD)脉冲光源通过光纤分光器(splitter)进行分光，分别进入由光纤滤波器构成的不同波段窄带滤波器进行滤波，基于脉冲激光的驱动电脉冲信号得到同步测量的电信号，并与脉冲激光严格同步，即是保证在激光脉冲周期内，采用上述电同步信号控制雪崩光电二极管(APD)实现同步测量不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到脉冲激光光谱。
Claims (1)
1、一种激光光谱测量方法，所用器件包括激光光源、分光器、若干不同波段的光滤波器、若干与不同波段相匹配的光信号探测器、脉冲调制与同步电路和计算机数据处理与分析系统，所述脉冲调制与同步电路同时连接激光光源和计算机数据处理与分析系统，光信号探测器连接计算机数据处理与分析系统，其特征在于，在测量脉冲激光光谱时，步骤如下：
(1)、将含有脉冲激光光谱信息的激光束全部通过分光器进行分光；
(2)、将上述步骤(1)中分出的光束分别送入不同波段的光滤波器；
(3)、所述脉冲调制与同步电路连接激光光源，基于脉冲激光的波形或驱动激光的电脉冲信号得到同步测量的电信号，该同步测量的电信号与计算机数据处理与分析系统连接，控制光信号探测器与脉冲激光严格同步；
(4)、上述同步测量信号控制光信号探测器同步测量不同中心波长的光功率，再通过计算机数据处理，得到脉冲激光光谱。
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