CN108534894A - 用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，分光滤波探测器将具有两种波长的合波光处理为第一电信号、第二电信号；将仅包含合波光中任一种波长光束的光辐射信号转化形成第一电信号以及将合波光的光辐射信号转化形成第二电信号；其次，放大单元分别将第一电信号、第二电流信号进行放大并转化为第一可识别电信号、第二可识别电信号；最后，处理单元将第一可识别电信号、第二可识别电信号进行处理并计算出合波光中每个波长的光功率值。本发明能够实现计算出合波光中每一种波长对应的光功率值，从而实现计算合波光中各个波长在合波光中的具体光功率占比。本发明公开的测量装置体积小、重量轻、便于携带，提高了该测量装置的使用范围。

Description

用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置

技术领域

本发明涉及混合光光功率计算领域，具体涉及用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置。

背景技术

现有技术中的光功率计都是直接接收激光照射，并显示相应激光辐射的光功率值。而实际光纤网络中可能会不止一种波长的激光，比如电信的常规pon网络使用1490nm的激光传输下行数据信息，10GEpon网络使用1577nm的激光传输下行数据信息。如果是二个波长混合的激光照射时，光功率计只能反映混合的光功率，无法获得各波长在混合光功率中的具体占比。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有技术中仅能够计算混合光的混合光功率而不能计算混合光中每种波长光的光功率等问题的出现；提供用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，所述测量装置包含：

分光滤波探测器，被配置为将具有两种波长的合波光处理为第一电信号、第二电信号；将仅包含所述合波光中任一种波长光束的光辐射信号转化形成所述第一电信号，将所述合波光的光辐射信号转化形成所述第二电信号；

放大单元，被配置为分别将所述第一电信号、所述第二电流信号进行放大并转化为第一可识别电信号、第二可识别电信号；

处理单元，被配置为设定所述放大单元的放大倍数，并将所述第一可识别电信号、所述第二可识别电信号进行处理并计算出所述合波光中每个波长的光功率值。

较佳地，所述处理单元包含：

模数转换电路，被配置为分别将所述第一可识别电信号、所述第二可识别电信号进行模数转换为第一数字信号、第二数字信号；

处理器，被配置为设定所述放大单元的放大倍数，并分别将所述第一数字信号、所述第二数字信号进行处理计算出所述合波光中每个波长的光功率值。

较佳地，所述放大单元包含：

第一放大电路，被配置为将所述第一电信号进行放大并转化为所述第一可识别电信号；

第二放大电路，被配置为将所述第二电流信号进行放大并转化为所述第二可识别电信号。

较佳地，所述测量装置还包含：

显示单元，被配置为显示所述合波光中至少一个所述波长的光功率值。

较佳地，所述测量装置还包含：

用户输入单元，被配置为设定待显示参数，并将所述待显示参数输入至所述处理器；所述待显示参数包含：待显示的至少一个所述合波光的波长、待显示的光功率单位。

较佳地，所述显示单元被配置为根据所述待显示参数显示对应的至少一个所述波长的光功率值。

较佳地，所述用户输入单元被配置为设定每个所述波长的参考光功率值；所述处理器被配置为根据每个所述波长的参考光功率值计算对应所述波长的光功率差异值。

较佳地，所述显示单元还被配置为显示至少一个所述波长的光功率差异值。

较佳地，所述测量装置还包含：

数据通讯单元，被配置为将所述处理单元输出的每个所述波长的光功率值和/或每个所述波长的光功率差异值发送至外部设备。

较佳地，所述处理器还被配置为分别为所述第一放大电路、所述第二放大电路设定对应的放大倍数。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明公开的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，采用分光滤波探测器、放大单元、处理单元、显示单元、用户输入单元以及数据通讯单元形成。首先，分光滤波探测器将具有两种波长的合波光处理为第一电信号、第二电信号；将仅包含合波光中任一种波长光束的光功率转化形成第一电信号以及将合波光的光功率转化形成第二电信号；其次，放大单元分别将第一电信号、第二电流信号进行放大并转化为第一可识别电信号、第二可识别电信号；最后，处理单元将第一可识别电信号、第二可识别电信号进行处理并计算出合波光中每个波长的光功率值。本发明能够实现计算出合波光中每一种波长对应的光功率值，从而实现计算合波光中各个波长在合波光中的具体光功率占比。本发明公开的测量装置体积小、重量轻、便于携带，提高了该测量装置的使用范围。

附图说明

图1为本发明用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置整体结构示意图。

图2为本发明用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置之分光滤波探测器示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，包含：分光滤波探测器1、放大单元以及处理单元。

具体工作原理如下：

首先，分光滤波探测器1将具有两种波长的合波光处理为第一电信号、第二电信号。其中，将仅包含合波光中任一种波长光束的光辐射信号转化形成第一电信号，将合波光的光辐射信号转化形成第二电信号。

其次，分光滤波探测器1的第一端口11、第二端口12分别将第一电信号、第二电流信号发送至放大单元；放大单元将第一电信号、第二电流信号进行放大并转化为第一可识别电信号、第二可识别电信号。其中，处理单元设定放大单元的放大倍数。

最后，处理单元将第一可识别电信号、第二可识别电信号进行处理。首先计算出第一可识别电信号、第二可识别电信号对应的光功率值；其次，由于第一可识别电信号为合波光中任一种波长光束的光辐射信号转化处理的电信号，即可算出合波光中第一种波长的光功率值；由于第二可识别电信号为合波光的光辐射信号转化处理的电信号，即可算出合波光的总光功率值；并且由于合波光为仅包含两种波长的光束，因此，第二种波长的光功率值＝合波光的总光功率值-第一种波长的光功率值。也即计算出了合波光中每个波长的光功率值。进而可以算出每种波长在合波光中的光功率占比。

本实施例公开的一种用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，能够分析出由两种不同波长的光组成的合波光中每一种波长光束在合波光中的光功率值以及光功率占比，便于在实际合波光使用的过程中，对于每种波长光束的光功率值计算，从而判断当只接受某一种波长光束信号的设备使用合波光时，能够实际接收到的光功率值。

实施例2

如图1所示，一种用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，包含：分光滤波探测器1、放大单元、处理单元、显示单元5以及用户输入单元4。

分光滤波探测器1能够将具有两种波长的合波光处理为第一电信号、第二电信号。其中，将仅包含合波光中任一种波长光束的光辐射信号转化形成第一电信号，将合波光的光辐射信号转化形成第二电信号。

如图2所示，本实施例公开的一种分光滤波探测器，发光器、准直镜102、分光结构103、第一探测单元以及第二探测单元105。

其中，发光器被配置为投射具有两种波长混合的光束。准直镜102将具有两种波长混合的光束处理为平行光束。分光结构103将平行光束分为第一光束、第二光束。第一探测单元将第一光束进行滤波处理，接收并处理滤波后的第一光束输出第一电信号。第二探测单元105接收并处理第二光束输出第二电信号。

如图1所示，准直镜102投射出的平行光束与分光结构103的任一端面之间具有夹角。本实施例中，该夹角的优选取值范围为45°。

如图1所示，第一探测单元包含：窄带滤波片1041、第一探测器1042。其中，窄带滤波片1041将第一光束进行滤波处理，形成滤波后的第一光束。第一探测器1042将滤波后的第一光束相应的光辐射信号转换为第一电信号。

本实施例中，滤波后的第一光束为具有单一波长的光束。

例如，混合光包含波长为1490nm、1577nm的两种激光。当窄带滤波片1041的滤波波长为1577nm时，滤波后的第一光束的波长为1490nm；反之亦然。

本实施例中，窄带滤波片1041通常是指指定波长±10nm处30dB的衰减。这样既能够有效地使指定波长的光波通过窄带滤波片1041，也可以允许一些偏差，而对其他的波长则能够有效地衰减或反射。

第二探测单元105为第二探测器。第二探测器将第二光束相应的光辐射信号转换为第二电信号。

本实施例中，第一探测器1042、第二探测器采用光通信行业中的InGaAs探测器，该探测器能够响应的波长范围为800-1700nm。

本实施例中，发光器包含：光纤陶瓷插芯1011、适配套管1012。其中，光纤陶瓷插芯1011被配置为投射具有两种波长混合的光束；适配套管1012套设在光纤陶瓷插芯1011外部。

准直镜102被配置为与发光器间距设置，本实施例中，准直镜102与发光器之间的距离范围为0.3mm-0.7mm。上述距离范围能够避免光纤陶瓷插芯1011直接与准直镜102接触。当准直镜102与发光器之间的距离超出上述范围时，也会出现光斑部分照射到准直镜102外的情况。

分光结构103被配置为与准直镜102间距设置，本实施例中，准直镜102与分光结构103的中心点之间的距离范围为8.8mm-9.2mm。

第一探测单元被配置为与分光结构103的一端面间距设置，分光结构103的中心点与第一探测单元之间的距离范围为0.2mm-0.5mm。

第二探测单元105被配置为与分光结构103的另一端面间距设置，分光结构103的中心点与第二探测单元105之间的距离范围为0.2mm-0.5mm。

本实施例，分光结构103为分光片，准直镜投射出的平行光束与分光片的任一端面之间具有夹角。优选的准直镜投射出的平行光束与分光片的任一端面之间的夹角为45°。

本实施例中，分光片的分光比例优选为50:50，能够使分光结构103两侧的光功率接近相等，便于后续计算。

本实施例公开的分光滤波探测装置，具体工作原理如下：

光纤陶瓷插芯1011投射具有两种波长混合的光束至准直镜102(例如，1490nm、1577nm的两种激光)，准直镜102将其处理为平行光束。平行光束经分光结构103处理，第一光束透射到第一探测单元、第二光束折射到第二探测单元105。第一探测单元的窄带滤波片1041将第一光束进行滤波处理，第一探测器1042接收并处理滤波后的第一光束(例如，仅是波长为1490nm的光束或波长为1577nm的光束)，将第一光束的光辐射信号转换输出第一电信号。第二探测器将第二光束的光辐射信号转换处理后输出第二电信号。

本实施例中，第一电信号、第二电信号均为电流信号。

处理单元包含：模数转换电路31、处理器32。其中，模数转换电路31被配置为分别将第一可识别电信号、第二可识别电信号进行模数转换为第一数字信号、第二数字信号。处理器32被配置为设定放大单元的放大倍数，并分别将第一数字信号、第二数字信号进行处理计算出合波光中每个波长的光功率值。

放大单元包含：第一放大电路21、第二放大电路22。其中，第一放大电路21被配置为将第一电信号进行放大并转化为第一可识别电信号；第二放大电路22被配置为将第二电流信号进行放大并转化为第二可识别电信号。

显示单元5被配置为显示合波光中至少一个波长的光功率值。用户输入单元4被配置为设定待显示参数，并将待显示参数输入至处理器32；待显示参数包含：待显示的至少一个合波光的波长、待显示的光功率单位。

本实施例公开的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，具体工作原理如下：

首先，分光滤波探测器1将具有两种波长的合波光处理为第一电信号、第二电信号。其中。将仅包含合波光中任一种波长光束的光辐射信号转化形成第一电信号，将合波光的光辐射信号转化形成第二电信号。

本实施例中，合波光包含波长分别为1490nm、1577nm的两种激光。分光滤波探测器1将波长为1490nm或1577nm的光束光辐射信号转化形成第一电信号通过第一端口11输出至第一放大电路21。分光滤波探测器1将合波光的光辐射信号转化形成第二电信号通过第二端口12输出至第二放大电路22。

其次，第一放大电路21将第一电信号进行放大并转化为第一可识别电信号；第二放大电路22被配置为将第二电流信号进行放大并转化为第二可识别电信号。

本实施例中，由于可测量的光功率值至少大于60dB，现有技术中的电路都无法完全覆盖这种电压范围，因此处理器32需要采用程控倍数放大电路，根据所测光功率的范围大小，处理器32分别为第一放大电路21、第二放大电路22设定对应的放大倍数。

本实施例中，第一可识别电信号、第二可识别电信号均为电压信号，便于处理单元处理。

再次，模数转换电路31分别将第一可识别电信号、第二可识别电信号进行模数转换为第一数字信号、第二数字信号。处理器32分别将第一数字信号、第二数字信号进行处理计算出合波光中每个波长的光功率值。

本实施例中，采用型号为AD7799的模数转换芯片用于模数转换电路31。采用单片机作为处理器32。

本实施例中，处理器32根据对于第一放大电路21、第二放大电路22设定的放大倍数，首先计算出第一可识别电信号、第二可识别电信号对应的光功率值；其次，采用第一可识别电信号即可算出合波光中第一种波长(波长为1490nm或1577nm)的光功率值。由于第二可识别电信号为合波光的光辐射信号转化处理的电信号，即可算出合波光的总光功率值；并且由于合波光为仅包含两种波长的光束，因此，第二种波长(波长为1577nm或1490nm)的光功率值＝合波光的总光功率值-第一种波长的光功率值。也即计算出了合波光中每个波长的光功率值。进而可以算出每种波长在合波光中的光功率占比。

第四，用户输入单元4设定待显示参数，并将待显示参数输入至处理器32。其中，待显示参数包含：待显示的至少一个合波光的波长、待显示的光功率单位。

本实施例中，用户输入单元4还能够设定每个波长的参考光功率值；处理器32根据每个波长的参考光功率值计算对应波长的光功率差异值。

本实施例中使用者通过用户输入单元4输入要求显示的单一波长、光功率单位以及每种波长的参考光功率值。处理器32根据上述待显示参数控制向显示单元5输入使用中要求显示的信息。

最后，显示单元5被配置为根据待显示参数显示对应的至少一个波长的光功率值和/或至少一个波长的光功率差异值。数据通讯单元6将处理单元输出的每个波长的光功率值和/或每个波长的光功率差异值发送至外部设备。

本实施例中，采用LCD显示器作为显示单元5，采用通用串行总线电路作为数据通讯单元6。

本实施例公开的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，能够实现对于合波光中每种波长光束的光功率值的快速实际计算，便于在任一设备使用合波光时，能够准确判断出每种波长光束的光功率值。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述测量装置包含：

分光滤波探测器，被配置为将具有两种波长的合波光处理为第一电信号、第二电信号；将仅包含所述合波光中任一种波长光束的光辐射信号转化形成所述第一电信号，将所述合波光的光辐射信号转化形成所述第二电信号；

放大单元，被配置为分别将所述第一电信号、所述第二电流信号进行放大并转化为第一可识别电信号、第二可识别电信号；

处理单元，被配置为设定所述放大单元的放大倍数，并将所述第一可识别电信号、所述第二可识别电信号进行处理并计算出所述合波光中每个波长的光功率值。

2.如权利要求1所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述处理单元包含：

模数转换电路，被配置为分别将所述第一可识别电信号、所述第二可识别电信号进行模数转换为第一数字信号、第二数字信号；

处理器，被配置为设定所述放大单元的放大倍数，并分别将所述第一数字信号、所述第二数字信号进行处理计算出所述合波光中每个波长的光功率值。

3.如权利要求2所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述放大单元包含：

第一放大电路，被配置为将所述第一电信号进行放大并转化为所述第一可识别电信号；

第二放大电路，被配置为将所述第二电流信号进行放大并转化为所述第二可识别电信号。

4.如权利要求2所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包含：

显示单元，被配置为显示所述合波光中至少一个所述波长的光功率值。

5.如权利要求4所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包含：

用户输入单元，被配置为设定待显示参数，并将所述待显示参数输入至所述处理器；所述待显示参数包含：待显示的至少一个所述合波光的波长、待显示的光功率单位。

6.如权利要求5所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述显示单元被配置为根据所述待显示参数显示对应的至少一个所述波长的光功率值。

7.如权利要求5所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述用户输入单元被配置为设定每个所述波长的参考光功率值；所述处理器被配置为根据每个所述波长的参考光功率值计算对应所述波长的光功率差异值。

8.如权利要求7所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述显示单元还被配置为显示至少一个所述波长的光功率差异值。

9.如权利要求7所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包含：

数据通讯单元，被配置为将所述处理单元输出的每个所述波长的光功率值和/或每个所述波长的光功率差异值发送至外部设备。

10.如权利要求3所述的用于分析合波光中各波长光束光功率的测量装置，其特征在于，所述处理器还被配置为分别为所述第一放大电路、所述第二放大电路设定对应的放大倍数。