CN102279096A - 激光器寿命在线测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光器寿命在线测试方法及系统。该激光器寿命在线测试系统的校准单元包括校准激光器、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；所述转换模块为光电转换模块或者热电转换模块，所述光电转换模块用于将校准激光器光强转换为检测电信号，所述热电转换模块用于将校准激光器的温度转换为检测电信号，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。本发明实现了激光器输出功率的实时在线监控；具备校准功能；可以根据不同的环境设置不同的噪声处理环节，进而保证了数据的准确性。

Description

激光器寿命在线测试方法及系统

技术领域

本发明属于激光器寿命测试方法及系统。

背景技术

为了测试一种新型激光器的工作稳定性和寿命，一般取多个相同的激光器进行测试，主要采用两种激光器寿命测试方法。

第一种是多个激光器定期测试法：将激光器工作一段时间，使用功率检测设备逐个检测各个激光器的功率并记录数据，再将激光器工作一段时间，再对各个激光器检测一次功率，…，按照这样的循环直到激光器寿命终止。

其缺点是：

1、实时性差。只能隔一段时间检测一次功率，对于功率在这一段时间之内的变化不能够检测。

2、可靠性差。激光器不能够实时检测，当激光器由于其他原因导致输出功率过低不能够及时发现并进行处理。

3、效率低。该方法需要隔一段时间进行测试，破坏了激光器工作的连续性，并且在时间上也存在一定的延后同时也增加了人力成本。

4、准确性差。每隔一段时间进行测试，受激光器位置的影响或者检测设备有效性的影响很难保证每次测试的准确性。

第二种是单个激光器寿命在线测试法：使用功率监测设备，对单个激光器进行在线监控，直到该激光器的寿命结束。

其缺点是：

1、效率低。一套检测设备只针对一个激光器进行寿命测试，不能够使激光器进行批量的寿命测试，从而导致效率很低，而且个别激光器的寿命并不能代表该种激光器的寿命特性。

2、成本很高。一个激光器使用一套检测设备进行实时功率检测，造成寿命测试的成本大大提高，可行性差。

发明内容

本发明目的是提供一种激光器寿命在线测试方法及系统，其解决了现有激光器寿命在线测试方法效率低、成本高的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

第一种激光器寿命在线测试方法，包括以下步骤：

1】取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器；

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，同时采集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】取多个待测激光器连续工作；将多个待测激光器的检测电信号分别乘以校准系数，得到各个待测激光器的实时输出功率；

5】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

第二种激光器寿命在线测试方法，包括以下步骤：

1】取多个待测激光器连续工作；取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器，使校准激光器连续工作；

2】将多个待测激光器的光强信号分别转换为检测电信号进行采集；将校准激光器的光强信号转换为校准电信号进行采集，同时采集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，得到实时校准系数；所述实时校准系数＝校准激光器的输出功率÷校准电信号；

4】将多个待测激光器的检测电信号分别乘以实时校准系数，得到各个待测激光器的实时输出功率；

5】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

第三种激光器寿命在线测试方法，包括以下步骤：

1】取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器；

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，同时采集校准激光器的输出功率；

4】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-噪声电信号)；

5】取多个待测激光器连续工作；将每个待测激光器的检测电信号乘以校准系数，分别得到各个待测激光器的实时输出功率；

6】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

第四种激光器寿命在线测试方法，包括以下步骤：

1】取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器；

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】取多个待测激光器连续工作；校准激光器连续工作；

4】将多个待测激光器的光强信号分别转换为检测电信号进行采集；将校准激光器的光强信号转换为校准电信号，送入数据采集设备，同时采集校准激光器的输出功率；

5】将检测激光器的校准电信号和输出功率进行对比，得到实时校准系数；所述实时校准系数＝校准激光器的输出功率÷(校准电信号-噪声电信号)；

6】将每个待测激光器的检测电信号乘以实时校准系数，分别得到各个待测激光器的实时输出功率；

7】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

一种激光器寿命在线测试系统，

包括校准单元和测试单元；

所述校准单元包括校准激光器、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；所述转换模块为光电转换模块或者热电转换模块，所述光电转换模块用于将校准激光器光强转换为检测电信号，所述热电转换模块用于将校准激光器的温度转换为检测电信号，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；

所述测试单元包括多个转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；所述转换模块的数量与待测激光器数量一致，所述数据采集模块用于记录各个转换模块输出的多个电信号，所述校准模块可根据校准系数和各个转换模块输出的电信号计算得到各待测激光器的实时输出功率；所述实时输出功率＝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各待测激光器的实时输出功率；

所述校准激光器与待测激光器相同；所述校准单元的转换模块与测试单元的转换模块相同。

上述光电转换模块为光电探测器；上述热电转换模块为热电探测器。

本发明具有的优点：

1、本发明实时性好。针对每个待测激光器使用一个光电探测器或者热电探测器，将激光器的光强转换为电信号进行采集或者通过激光器的光强转换为相应的热量用热电转化为电信号进行采集，从而实现了激光器输出功率的实时在线监控。

2、本发明具备校准功能。本发明的测试方法校准简单，只需要将简单探测到的激光器的一组光电转换或者热电转换后的数据与校准系数或实时校准系数进行计算即可。

3、本发明可以根据不同的环境设置不同的噪声处理环节，进而保证了数据的准确性。

4、适用范围广。本发明测试方法受环境影响小，能够在高温、低温等苛刻环境下使用。

5、准确性高。本发明方法保证了激光器与光电探测器或热电探测器的位置固定，从而很大程度上减小了位置误差，保证激光器的准确性；具备校准功能和噪声处理功能，很大程度上保证了激光器功率的准确性。

6、效率高。本发明方法将多个激光器同时进行数据采集和处理，大大提高了激光器寿命的效率。

7、可靠性高。在线监控可以实时发现各个激光器的功率的变化，保证了在功率变化过大时能够第一时间进行处理，保证了激光器的安全性和可靠性。

8、成本低。每个激光器上安装一个光电探测器或者热电探测器，同时提供一个多通道数据采集卡既可以实现多个激光器功率的在线监控，大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为本发明方法的原理框图。

具体实施方式

参见图1和图2，图中左侧部分是校准环节，右侧为寿命测试环节。

校准环节：首先将一个与待测激光器结构参数完全相同的激光器作为校准激光器，使用检测设备检测其输出功率，并在同样条件下同时使用光电转换模块(一般为光电探测器)或者热电转换模块(一般为热电探测器)与数据采集卡相结合的方式记录采集到的电信号(电压数据)，此时电信号的大小直接反映为激光器光强信号的强弱。通过将激光器输出功率与电压数据对比，得到实时校准系数。

简化的校准环节：只需要寿命测试前进行一次校准，得到一个固定的校准系数即可。

寿命测试环节：在每个待测激光器的后端固定一个光电探测器或者热电探测器，激光器在正常工作时输出光信号，通过后端的光电探测器将激光器的光强信号转换为电信号，再通过多通道数据采集卡实时采集各个光电探测器或者热电探测器中产生的电信号，通过软件的方式实现将待测激光器的各个电信号进行记录并通过校准信号或实时校准系数转换为激光器的实时输出功率数据。将每个通道中的实时输出功率从开始一直进行记录，绘制激光器的寿命曲线。

去噪声方法：在校准环节的校准激光器无输出时，直接采集光电探测器或者热电探测器的电信号作为噪声信号，当校准激光器输出时，将校准电信号减去噪声电信号作为实际的校准电信号，再送入系统进行运算处理。

Claims (6)

1.一种激光器寿命在线测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器；

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，同时采集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】取多个待测激光器连续工作；将多个待测激光器的检测电信号分别乘以校准系数，得到各个待测激光器的实时输出功率；

5】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

2.一种激光器寿命在线测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】取多个待测激光器连续工作；取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器，使校准激光器连续工作；

2】将多个待测激光器的光强信号分别转换为检测电信号进行采集；将校准激光器的光强信号转换为校准电信号进行采集，同时采集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，得到实时校准系数；所述实时校准系数＝校准激光器的输出功率÷校准电信号；

4】将多个待测激光器的检测电信号分别乘以实时校准系数，得到各个待测激光器的实时输出功率；

5】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

3.一种激光器寿命在线测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器；

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，同时采集校准激光器的输出功率；

4】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-噪声电信号)；

5】取多个待测激光器连续工作；将每个待测激光器的检测电信号乘以校准系数，分别得到各个待测激光器的实时输出功率；

6】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

4.一种激光器寿命在线测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】取一个与待测激光器相同的激光器作为校准激光器；

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】取多个待测激光器连续工作；校准激光器连续工作；

4】将多个待测激光器的光强信号分别转换为检测电信号进行采集；将校准激光器的光强信号转换为校准电信号，送入数据采集设备，同时采集校准激光器的输出功率；

5】将检测激光器的校准电信号和输出功率进行对比，得到实时校准系数；所述实时校准系数＝校准激光器的输出功率÷(校准电信号-噪声电信号)；

6】将每个待测激光器的检测电信号乘以实时校准系数，分别得到各个待测激光器的实时输出功率；

7】分别记录各个待测激光器的实时输出功率。

5.一种激光器寿命在线测试系统，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、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；所述转换模块为光电转换模块或者热电转换模块，所述光电转换模块用于将校准激光器光强转换为检测电信号，所述热电转换模块用于将校准激光器的温度转换为检测电信号，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；

所述测试单元包括多个转换模块、数据采集模块、校准模块和功率记录单元；所述转换模块的数量与待测激光器数量一致，所述数据采集模块用于记录各个转换模块输出的多个电信号，所述校准模块可根据校准系数和各个转换模块输出的电信号计算得到各待测激光器的实时输出功率；所述实时输出功率＝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各待测激光器的实时输出功率；

所述校准激光器与待测激光器相同；所述校准单元的转换模块与测试单元的转换模块相同。

6.根据权利要求5所述的激光器寿命在线测试系统，其特征在于：所述光电转换模块为光电探测器；所述热电转换模块为热电探测器。

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