CN109946550B - 用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置及其测试方法，该装置包括测试电路，测试电路中的控制器能够与人机交换设备相连接，测试电路中包括能够与单光子探测器设备上的相应端口相连接的时钟驱动器、输入比较器、分光器以对单光子探测器设备进行测试，还包括能对激光源进行测试的激光发射电路、对单光子探测器设备中的单光子APD管以及APD管、PIN管进行响应度测试的相应电路，并能够测试出APD管和PIN管的温度‑响应度曲线、光强‑响应度曲线以及APD管的反向偏置电压‑响应度曲线。本发明的装置及其测试方法能够覆盖现有的常用测试，且能保障测试合格的激光源、探测器、光学器件可靠应用于量子保密通信领域。

Description

用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及量子保密通信技术领域，具体地说是一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置及其测试方法。

背景技术

现有的量子保密通信领域中，激光源采用DFB激光器进行发光；在现有的厂商进行DFB激光器测试中通常在激光器的正极和RF-或DC-端增加一个电源（电压源或者电流源），通过调节电源电压大小（或者电流大小）来测试激光器的发光光谱、P-I曲线以及功率稳定性等。现有厂家DFB激光器的出厂测试示意图如图1所示，该方案能够测试出DFB激光器的一些通用的参数及技术指标。在经典通信应用中，通常将DC-端加载的电流值较大（远大于其阈值电流(Ith)值），通过改变RF-端的电流大小产生不同的发光脉冲，激光器始终处于发光状态。DFB激光器厂家的测试方案非常适用于经典通信领域。

但现有的DFB激光器的测试方法与量子保密通信领域中的使用方法存在较大差异，量子保密通信领域中DFB激光器发光为了保障发光相位随机性，在设计中一般采用在DC-端加载电流小于阈值电流(Ith)，而RF-端上加载一个较大的窄脉冲电流实现DFB激光器的发光控制。故DFB厂家的激光器出厂测试与量子保密通信领域中的应用差异较大，不能很好的测试在量子保密通信领域中DFB激光器的发光特性。例如：现有的DFB厂家激光器测试方法不能对DFB激光器RF-端增加一个窄脉冲电流（要求脉冲宽度在百ps量级），无法测试出DFB激光器在不同的窄脉冲电流和DC-端增加电流组合下的消光比、光谱等特性。

单光子探测技术是量子保密通信领域中的核心技术之一。目前，量子保密通信领域中的单光子探测器主要基于InGaAs/InP材料的雪崩二极管APD作为其探测元件。它的工作模式是通过在APD管上加上高于雪崩电压的偏置电压使其处于“盖革”模式，当单光子到达APD管上一定概率触发APD管发生“自持雪崩”，产生较大的雪崩电流，通过后级处理电路完成对其进行检测，从而实现单光子的探测。为了保障单光子探测器的连续探测，必须在雪崩发生后、下一个光子到达前淬灭该雪崩过程，目前通用的方式采用门控模式实现雪崩过程的淬灭。

量子保密通信中，为了保障QKD过程生成密钥的安全性，通常对探测器设备中多通道单光子探测器的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽等性能提出相对严格的匹配要求。目前，各大厂商对单光子探测参数测试提出了不同的测试条件。例如：瑞士IDQ公司、美国PrincetonLightwave公司以及中国科大国盾公司都提出了不同的测试方法，其中科大国盾“一种单光子探测器的测试装置及其测试方法”中较为详细的提出了单光子探测器的各个技术指标的测试方法。科大国盾提出的一种单光子探测器的测试装置及其测试方法的技术方案如图3所示。科大国盾公司提出的测试方法为：通过上位机软件实现测试中的参数下发和数值计算、统计；主控电路中输出光源触发驱动信号给窄脉冲光源，窄脉冲光源发光后在经过光衰减器产生单光子用于测试，同时主控电路中的门控触发信号驱动送给单光子探测器模块，延时调节在主控电路（测试工装）中实现，单光子探测器模块输出的计数送给主板电路上进行数据处理后得到单光子探测器模块的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽等计数指标。科大国盾提出的“一种单光子探测器的测试装置及其测试方法”能够有效的解决单光子探测器在量子保密通信领域中相关技术指标测试问题。但是，单光子探测器的探测效率在产品运行中会受环境变化而产生一定的影响，通常需要分析单光子APD管的响应度是否发生变化，现有的测试装置及其测试方法无法实现该功能；同时，现有的测试装置需要提供外部的窄脉冲光源和光衰减器，占用较多的设备和仪器。

在量子保密通信技术领域中，发射端系统与接收端系统之间的时钟信息同步通常采用同步光实现，它在接收端进行同步光甄别采用APD管或者PIN管实现；另外，发射端为了保障其出口光强稳定通常会对其出口光强进行监控也需要使用PIN管实现。因此， APD管和PIN管是量子保密通信领域中的一个关键的器件之一。APD管或PIN管的响应度与多种因素相关，前者主要受到APD管的反向偏置电压、温度、波长影响以及其器件的耦合度相关，后者主要与温度、波长以及器件的耦合度相关。目前，APD管或PIN管厂商给出的响应度参数为某个特定条件下的典型值（例如，某厂家PIN管给出Responsivity条件Vr=0V,T=25℃，λ=1310nm时，典型值为0.85mA/mW）,没有提供APD管或者PIN管在某个特定波长、偏置电压下的温度-响应度曲线，也没有提供在某个特定波长、特定温度下，偏置电压-响应度曲线。现有的APD管或PIN管响应度测试装置如图2所示，采用该测试装置对APD管或PIN管响应度的测试方案为：在某个特定的环境温度下（例如25℃），电源给APD管或者PIN管提供供电电源，通过光源设备给APD管或者PIN管提供光强，再通过电流源表测试其输出电流，根据光强、电流值可以计算出APD管或者PIN管响应度。该APD管或PIN管的测试方法能够通过给定光强，测试其输出电流准确的计算出某个特定温度下的响应度。在量子保密通信领域中需要了解APD管或者PIN管的温度-响应度曲线以及光强-响应度曲线，现有的测试方法完成上述的测试需要不断的耗费较大的人力完成测试，同时需要较多的设备仪器；另外，对APD管或者PIN管的温度-响应度曲线测试缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置及其测试方法；该装置能够避免外接光源设备、光衰减器，能够解决单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的测试标定问题且能够测试出单光子APD管在来料时响应度以及运行探测效率发生变化时的响应度；能够自动完成APD管的响应度测试、温度-响应度曲线测试、反向偏置电压-响应度曲线测试以及PIN管的响应度测试、温度-响应度曲线测试；能够完成对量子保密通信中的DFB激光器的光学参数、技术指标进行测试。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置，包括测试电路，其特征在于：所述的测试电路包括控制器、时钟驱动器、输入比较器以及分光器，所述控制器上设置有能够与人机交换设备相连接的端口，在时钟驱动器、输入比较器、分光器上分别设置有与单光子探测器设备相连接的端口，控制器还通过线路依次与输出比较器和时钟驱动器相连接，且控制器通过输出比较器和时钟驱动器向单光子探测器设备的同步时钟信号输入端口输入同步时钟信号，所述的时钟驱动器通过线路与时间位置测量单元相连接以输出同步时钟信号至时间位置测量单元；所述的控制器通过线路依次与时间位置测量单元、1:2时钟驱动器、输入比较器相连接，且1:2时钟驱动器直接通过线路与控制器相连接，输入比较器上的计数信号接收端口能够接收单光子探测器设备输出的计数信号，1:2时钟驱动器接收输入比较器输出的电平信号，1:2时钟驱动器发出的时钟信号一路通过时间位置测量单元输出至控制器、另一路直接输出至控制器；所述的控制器依次与激光发射电路和VOA以及分光器相连接，且所述的控制器通过VOA衰减电路与VOA相连接，控制器能够通过对激光发射电路和VOA的控制，使分光器与单光子探测器设备连接的输出端口能够输出单光子；所述的分光器还通过线路与单光子APD夹具相连接，该单光子APD夹具通过相连接的I/V转换电路和ADC采样电路与控制器连接、通过相连接的DAC电路和高压控制电路与控制器连接、通过温度控制及采样电路与控制器连接，控制器通过温度控制及采样电路控制单光子APD夹具上的待测设备的温度，其中温度控制及采样电路还对待测设备的实时温度进行采样，控制器获得由单光子APD夹具上的待测设备因加载光产生的电流信号并经过I/V转换电路和ADC采样电路变换后得到的数字信号，高压控制电路根据接收的DAC电路输出信号向单光子APD夹具上的待测设备加载反向偏置电压；所述的激光发射电路包括窄脉冲调节电路、DFB激光器驱动电路和DFB激光器夹具，所述的控制器、窄脉冲调节电路、DFB激光器驱动电路通过线路依次相连接，且控制器通过线路直接与DFB激光器驱动电路相连接，DFB激光器驱动电路分别与DFB激光器夹具上的DFB激光器的RF-端、DC-端相连接，DFB激光器夹具上的DFB激光器能够通过光纤与VOA（VOA的接收端用于接收DFB激光器发射的激光、输出端用于输出衰减激光）或者测试仪器相连接，测试仪器为示波器、功率计、光谱仪的一种或几种的组合。

所述的激光发射电路还包括DFB激光器TEC控制电路，DFB激光器TEC控制电路的输入端通过线路与控制器相连接且其输出端通过线路与DFB激光器夹具相连接，控制器通过控制DFB激光器TEC控制电路调节DFB激光器夹具上的DFB激光器的温度。

所述的DFB激光器测试电路还包括DFB激光器温度采集电路，DFB激光器温度采集电路的一端与DFB激光器夹具相连接、另一端与控制器相连接，DFB激光器温度采集电路能够检测DFB激光器夹具上的DFB激光器的内部实时温度并反馈给控制器，控制器根据DFB激光器温度采集电路采集的温度值通过控制DFB激光器TEC控制电路调节DFB激光器夹具上的DFB激光器的温度，使得DFB激光器的温度恒定。

所述的人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器驱动电路来设定DFB激光器的RF-端、DC-端的电流值。

所述的分光器上设有能够与功率计相连接的端口，使得分光器能够通过线路与功率计相连接且该功率计能够通过线路直接与人机交换设备相连；使用时，控制器下发电压给VOA衰减电路，VOA衰减电路控制VOA从0V开始增加电压，0V以及每次增压时，功率计均测量一次光强并输送至人机交换设备，直至VOA一个周期的电压（如5V）后结束，人机交换设备输出电压与光强的曲线关系。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，该测试方法用于测试单光子探测器设备时的步骤为：

A1、将测试电路的控制器通过串口与人机交换设备连接且人机交换设备通过电缆直接与单光子探测器设备的控制接口相连接，测试电路中的时钟驱动器、输入比较器、分光器分别与单光子探测器设备的相应端口连接，人机交换设备通过控制接口直接给单光子探测器设备发送启动信号，单光子探测器设备接收到启动信号后启动参数标定；

A2、人机交换设备将步骤A1中通过参数标定得到的门控信号、温度参数、偏置电压值、延时值、有效门宽下发给单光子探测器设备，并通过控制器控制激光发射电路不发光，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后传输给时间位置测量单元，时间位置测量单元统计单位时间内（如1S）的计数值为C1并传递给控制器；

A3、人机交换设备通过控制器控制激光发射电路发光给VOA且控制器通过VOA衰减电路控制VOA输出的光强，将该光强的光经过分光器后输出单光子强度的光给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后输入时间位置测量单元，时间位置测量单元统计单位时间内（如1S）的计数值为C2且C2中计数最大值即为C3并传递给控制器；

A4、测试电路将计数值C1、C2发送给人机交换设备，在人机交换设备中计算出单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率，探测效率，其中为死时间；暗计数概率，其中为发光频率；后脉冲概率。

所述步骤A1中的参数标定详细步骤如下：

A11、人机交换设备只控制单光子探测器设备，步骤如下：

A111、单光子探测器设备接收时钟驱动器发送的同步时钟信号并进行倍频，得到门控信号；

A112、人机交换设备下发温度参数给单光子探测器设备，单光子探测器设备内部的主控电路控制制冷设备对单光子APD管进行制冷；

A12、人机交换设备控制单光子探测器设备以及测试电路，步骤如下：

A121、人机交换设备下发APD偏压参数（从0V开始）给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后传输给控制器，控制器进行计数统计并将计数值发送给人机交换设备，不断改变单光子APD管的偏压参数，直至计数值达到阈值结束，达到阈值时对应的电压即为偏置电压，得到偏置电压值；

A122、控制器控制激光发射电路发光给VOA且控制器通过VOA衰减电路控制VOA输出的光强，将该光强的光经过分光器后输出单光子强度的光给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后输入时间位置测量单元，人机交换设备通过控制器控制时间位置测量单元的延时位置，每调整一个延时位置，就对该延时位置的计数进行统计，将各延时位置对应的计数值发送给人机交换设备，找到最大计数值的延时位置，该延时位置对应的延时值即为寻找的延时值，根据统计的各延时位置的计数得到有效门宽（即符合门宽度，即计数大于设置的阈值区间的宽度）。

单光子探测器设备在进行测试前，需要对单光子探测器设备中的单光子APD管进行响应度测试，保存相应的参数，然后将该单光子APD管放入单光子探测器设备中进行测试；且当单光子APD管的探测效率降低后，需要将单光子APD管从单光子探测器设备中取下放入单光子APD夹具中，再次进行响应度测试，以获知单光子APD管耦合效率是否发生变化。

单光子探测器设备中的单光子APD管进行响应度测试时的步骤为：

B1、将测试电路的控制器通过串口与人机交换设备连接，并将单光子APD管从单光子探测器设备中取出安装在单光子APD夹具中；

B2、人机交换设备通过控制器下发单光子APD管控制的温度值、反向偏置电压值；

B3、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，激光发射电路通过VOA、分光器向单光子APD夹具上的单光子APD管发光；

B4、输出的光强加载在待测的单光子APD管上后产生一个电流值，该电流值通过I/V转换电路转换后获得一个电压值，ADC采样电路采样该电压值输出给控制器，控制器根据采样的电压值和输出的光强值，获得单光子APD管的响应度并在人机交换设备中显示；

B5、记录并保存单光子APD管的测试条件与测试结论，完成单光子APD管的响应度测试。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，该测试方法对APD管进行测试时，其中APD管响应度测试的过程如下：

C1、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C2、通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度为定值（例如室温，25℃），把光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；控制器根据电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度，完成APD管的响应度测试（该步骤为厂家测试的响应度测试，现有的出厂测试无法控制温度，本申请的装置通过控制可以控制测试条件与现有的出厂测试条件一致，与现有的厂家测试没有区别，只是表明本申请的装置能够覆盖厂家测试）；

或者，APD管的温度-响应度曲线测试过程如下：

C3、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C4、通过温度控制及采样电路控制加载在APD管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值；

C5、把步骤C3中的光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

C6、控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C7、通过温度控制及采样电路控制加载在APD管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值，重复步骤C5以及步骤C6，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次温度测量一个APD管的响应度值，得到不同温度下的APD管的响应度，完成APD管的温度-响应度曲线测试；

或者，APD管的反向偏置电压-响应度曲线测试过程如下：

C8、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度控制为定值；

C9、通过调节DAC电路控制高压控制电路加载在APD管上的反向偏置电压为；

C10、把步骤C8中的光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

C11、控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C12、通过调节DAC电路控制高压控制电路加载在APD管上的反向偏置电压为，重复步骤C10以及步骤C11，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次反向偏置电压测量一个APD管的响应度值，得到不同反向偏置电压下的APD管的响应度，完成APD管的反向偏置电压-响应度曲线测试；

或者，APD管的光强-响应度曲线测试过程如下：

C13、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度值为定值，以及调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C14、通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为，把该光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C15、通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为，把该光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次光强值测量一个APD管的响应度值，得到不同光强值下的APD管的响应度，完成APD管的光强-响应度曲线测试。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：该测试方法对PIN管进行测试时，其中的PIN管响应度测试时的步骤为：

D1、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上；

D2、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，向单光子APD夹具上的PIN管输送加载一个固定的光强；通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的PIN管的温度并通过温度控制及采样电路进行温度采样，将PIN管的温度控制为定值（例如室温，25℃），把光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度，完成出厂响应度的测试（该步骤为厂家测试的响应度测试，现有的出厂测试无法控制温度，本申请的装置通过控制可以控制测试条件与现有的出厂测试条件一致，与现有的厂家测试没有区别，只是表明本申请的装置能够覆盖厂家测试）；

或者，PIN管的温度-响应度曲线测试过程如下：

D3、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，向单光子APD夹具上的PIN管输送加载一个固定的光强；

D4、通过温度控制及采样电路改变控制加载在PIN管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值；

D5、把步骤D3中输送的光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

D6控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度；

D7、通过温度控制及采样电路改变控制加载在PIN管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值，重复步骤D5以及步骤D6，获得PIN管的响应度，以此类推，每改变一次温度测量一个PIN管的响应度值，得到不同温度下的PIN管的响应度，完成PIN管的温度-响应度曲线测试；

或者，PIN管的光强-响应度曲线测试过程如下：

D8、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过温度控制及采样电路将PIN管的温度控制为定值；

D9、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为,将该光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度；

D10、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为,将该光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度，以此类推，每改变一次光强测量一个APD管的响应度值，得到不同光强下的PIN管的响应度，完成PIN管的光强-响应度曲线测试。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：该测试方法用于测试DFB激光器时的步骤为：

E1、将测试电路分别与人机交换设备和测试仪器相连接，然后DFB激光器准确安置在上述测试电路的DFB激光器夹具中；

E2、人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器驱动电路将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值；

E3、人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性；

E4、重复步骤E2，人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性。

该测试方法用于测试DFB激光器时的具体步骤为：

E1、将测试电路分别与人机交换设备和测试仪器相连接，然后将DFB激光器准确安置在上述测试电路的DFB激光器夹具中，人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器驱动电路来设定DFB激光器的RF-端、DC-端的电流值，且人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器TEC控制电路来控制调节DFB激光器的温度使得DFB激光器的发光中心波长达到要求，记录温度值和波长值；

E2、人机交换设备设定DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值，将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值；

E3、人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性；

E4、人机交换设备设定DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值并重复步骤E2，人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性。

所述步骤E1中的发光中心波长指的是待测DFB激光器发光达到产品需求的波长或者厂家出厂标定的波长；且所述步骤E2中的E值能够在测试中配合C值更改。

所述步骤E1中的温度值和波长值记录后，人机交换设备设定待测DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值，将待测DFB激光器的RF-端的值设置为0mA，待测DFB激光器的DC-端的值由0mA一直调制到待测DFB激光器的最大电流值，在改变待测DFB激光器的DC-端的值的过程中通过测试仪器记录待测DFB激光器的DC-端的值与发光光强、光谱之间的关系。

所述步骤E1中的温度值和波长值记录后，人机交换设备设定待测DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值，将待测DFB激光器的RF-端的值设置为0mA，待测DFB激光器的DC-端的值为0mA～待测DFB激光器的最大电流值中的某一具体数值，通过测试仪器分别测试待测DFB激光器的发光功率、波长，并测试记录待测DFB激光器的发光功率、波长与时间t的曲线。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的装置能够解决单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的测试标定问题，解决了现有的单光子探测器设备测试中需要使用光源设备、光衰减器的问题；且能够测试出单光子APD管的响应度，测试出单光子APD管在来料时以及设备运行后出现探测效率下降时，分析其响应度是否发生变化，对设备运行后探测器效率发生变化进行分析，解决量子保密通信中单光子APD管器件的响应度问题。

本发明的装置中的控制器接受人机交换设备指令输出驱动信号给窄脉冲调节电路驱动DFB激光器发光，经过VOA衰减电路以及后级光衰减器调节达到单光子水平；控制器通过输出比较器、时钟驱动器输出同步时钟信号给单光子探测器设备的主控模块进行倍频输出并在单光子探测器设备的主控模块中进行处理得到门控信号下发给单光子APD管，同时通过人机交换设备控制单光子探测器设备的主控模块启动参数标定流程，单光子探测器设备输出计数脉冲信号给测试电路并经1:2时钟驱动器输出两路时钟信号分别送给时间位置测量单元、控制器以完成计数统计；通过上述的方法能够完成单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的标定，并将相关参数记录至人机交换设备的存储单元中，自动完成一套单光子探测器设备的完成参数测试、记录。

本发明的控制器通过温度控制与采样电路来控制单光子APD管的温度，保障每次测试过程中其温度恒定以减小温度对其响应度影响，通过DCA电路输出的电压调节高压控制电路输出高压加载在单光子APD管的反向偏置电压上且该高压控制电路采用高压运放或者专用的APD管高压控制芯片；给单光子APD管输入某个固定的光强、固定的反向偏置电压，此刻待测设备会产生一定的电流并经过I/V转换电路输出电压值、ADC采样电路采样该电压值并输出给控制器，控制器通过人机交换设备显示并进行记录，完成对待测设备响应度的测试；另外通过温度的变化完成温度-响应度曲线的测试、通过反向偏置电压的变化完成偏置电压-响应度曲线，对量子保密通信中使用的APD管或PIN管进行来料响应度参数曲线测试，保障APD管或PIN管可靠应用于量子保密通信领域。

本发明的装置通过人机交换设备、控制器来控制DFB激光器TEC控制电路实现对DFB激光器的温度控制，进而实现对其中心波长进行调节控制；通过DFB激光器温度采集电路反馈DFB激光器的内部温度并通过控制器调节DFB激光器TEC控制电路实现温度维稳，保障其中心波长不变；人机交换设备通过控制器控制输出DFB激光器的驱动信号并经过窄脉冲调节电路调节后输出脉冲宽度可调节或固定不变的窄脉冲，送给DFB激光器驱动电路用来对DFB激光器的RF-端和DC-端进行驱动控制，RF-端和DC-端的驱动电流大小由控制器通过DFB激光器驱动电路独立实现控制；放置在DFB激光器夹具上的DFB激光器便于拆除；该装置能够完成对量子保密通信中的DFB激光器的光学参数、技术指标进行测试，并能够覆盖DFB厂家的出厂参数测试，保障其可靠的应用于量子保密通信产品的光源中。

附图说明

附图1为现有厂家DFB激光器的出厂测试示意图；

附图2为现有的APD管或PIN管响应度测试装置的示意图；

附图3为现有的单光子探测器的测试装置的示意图；

附图4为本发明的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的结构示意图；

附图5为本发明的单光子探测器设备测试时的参数标定过程获得的有效门宽时的延时位置-计数关系图；

附图6为本发明的单光子探测器设备测试时获得计数值C1时的位置-计数关系图；

附图7为本发明的单光子探测器设备测试时获得计数值C2、C3时的位置-计数关系图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图4所示：一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置，包括测试电路，该测试电路包括控制器、时钟驱动器、输入比较器以及分光器，该控制器上设置有能够与人机交换设备（含软件）相连接的端口，控制器采用可编程芯片或可编程模块，且在时钟驱动器、输入比较器、分光器上分别设置有与单光子探测器设备相连接的端口，控制器还通过线路依次与输出比较器和时钟驱动器相连接，且控制器通过输出比较器和时钟驱动器向单光子探测器设备的同步时钟信号输入端口输入同步时钟信号，时钟驱动器通过线路与时间位置测量单元相连接，时钟驱动器输出同步时钟信号至时间位置测量单元作为时间位置测量单元的启动信号；控制器通过线路依次与时间位置测量单元、1:2时钟驱动器、输入比较器相连接，且1:2时钟驱动器直接通过线路与控制器相连接，输入比较器上的计数信号接收端口能够接收单光子探测器设备输出的计数信号，1:2时钟驱动器接收输入比较器输出的电平信号，1:2时钟驱动器发出的时钟信号一路通过时间位置测量单元输出至控制器、另一路直接输出至控制器；所述的控制器依次与激光发射电路和VOA以及分光器相连接，且控制器通过VOA衰减电路与VOA相连接且该控制器通过VOA衰减电路向VOA下发VOA衰减控制指令，控制器能够通过对激光发射电路和VOA的控制使分光器与单光子探测器设备连接的输出端口能够输出单光子；分光器还通过线路与单光子APD夹具相连接，用以将分光器分出的一路光纤传输到单光子APD夹具上，单光子APD夹具上设有与待测设备对应的引脚，待测设备加载接收测试光源；该单光子APD夹具通过相连接的I/V转换电路和ADC采样电路与控制器连接、通过相连接的DAC电路和高压控制电路与控制器连接、通过温度控制及采样电路与控制器连接，控制器通过温度控制及采样电路控制单光子APD夹具上的待测设备的温度，其中温度控制及采样电路还对待测设备的实时温度进行采样，控制器获得由单光子APD夹具上的待测设备因加载光产生的电流信号并经过I/V转换电路和ADC采样电路变换后得到的数字信号，高压控制电路根据接收的DAC电路输出信号向单光子APD夹具上的待测设备加载反向偏置电压；激光发射电路包括窄脉冲调节电路、DFB激光器驱动电路和DFB激光器夹具，控制器、窄脉冲调节电路、DFB激光器驱动电路通过线路依次相连接，且控制器通过线路直接与DFB激光器驱动电路相连接，DFB激光器驱动电路分别与DFB激光器夹具上的DFB激光器的RF-端、DC-端相连接；人机交换设备（含软件）依次通过控制器、DFB激光器驱动电路来设定DFB激光器的RF-端、DC-端的电流值；DFB激光器夹具上的DFB激光器能够通过光纤与VOA相连接（VOA的接收端用于接收DFB激光器发射的激光、输出端用于输出衰减激光）、或者与测试仪器相连接，测试仪器为示波器、功率计、光谱仪的一种或几种的组合。该装置对单光子探测器设备进行测试时，在单光子探测器设备上设置有与人机交换设备（含软件）直接相连接的控制接口。

在上述装置中，激光发射电路还包括DFB激光器TEC控制电路，DFB激光器TEC控制电路的输入端通过线路与控制器相连接且其输出端通过线路与DFB激光器夹具相连接，控制器通过控制DFB激光器TEC控制电路调节DFB激光器夹具上的DFB激光器的温度；DFB激光器测试电路还包括DFB激光器温度采集电路，DFB激光器温度采集电路的一端与DFB激光器夹具相连接、另一端与控制器相连接，DFB激光器温度采集电路能够检测DFB激光器夹具上的DFB激光器的内部实时温度并反馈给控制器，控制器根据DFB激光器温度采集电路采集的温度值通过控制DFB激光器TEC控制电路调节DFB激光器夹具上的DFB激光器的温度，使得DFB激光器的温度恒定。

在上述装置中，分光器选择至少输出两路的分光器，一路与单光子探测器设备连接并输出单光子强度，另一路与单光子APD夹具连接并输出非单光子强度，如分光器为1:999的BS。当分光器输出三路时，也是输出单光子强度的端口连接到单光子探测器上设备，另外两个为非单光子强度的端口，一个端口与单光子APD夹具连接，另一个端口与功率计连接且该功率计通过线路与人机交换设备（含软件）直接相连；使用时，控制器下发电压给VOA衰减电路，VOA衰减电路控制VOA从0V开始增加电压，0V以及每次增压时，功率计均测量一次光强并输送至人机交换设备（含软件），直至VOA一个周期的电压（如5V）后结束，人机交换设备（含软件）输出电压与光强的曲线关系。

具体来说：功率计的作用如下：（1）、当使用单光子探测器设备做测量时，功率计的作用是检测分光器是否输出单光子给单光子探测器设备，具体为，VOA控制电路控制VOA衰减的程度要符合分光器输出一路单光子强度的光，其余路线输出的光强与分光器的选择的规格有关，例如1:999BS，当输出单光子强度的强度值表示为1时，另一路输出的强度可表示为999，因此通过查看功率计测量光强是否在合理的范围内，即可得知单光子探测器设备接收到的光强是否为单光子强度的光；若功率计测量光强超出合理的范围，还可根据功率计的测量结果控制VOA控制电路使VOA对光的衰减程度处在合理的范围内。（2）、当使用单光子APD夹具测量时，进行APD管的温度-响应度曲线测试、电压-响应度曲线测试以及PIN管的温度-响应度曲线测试时，需要控制光强不变，也可按照上述的方法测量输出的光强是否有变化；若有变化，可根据功率计的测量结果将光强调整为所需要的光强。

下面分别通过对用于量子通信保密技术领域中的单光子探测器设备、单光子探测器设备中的单光子APD管、APD管、PIN管、DFB激光器进行测试来说明本发明所提供的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，该测试方法用于测试单光子探测器设备时的步骤为：

A1、将测试电路的控制器通过串口与人机交换设备（含软件）连接且人机交换设备（含软件）通过电缆直接与单光子探测器设备的控制接口相连接，测试电路中的时钟驱动器、输入比较器、分光器分别与单光子探测器设备的相应端口连接，人机交换设备（含软件）通过控制接口直接给单光子探测器设备发送启动信号，单光子探测器设备接收到启动信号后启动参数标定；参数标定详细步骤如下：

A11、人机交换设备（含软件）只控制单光子探测器设备，步骤如下：A111、单光子探测器设备接收时钟驱动器发送的同步时钟信号并进行倍频，得到门控信号；A112、人机交换设备（含软件）下发温度参数给单光子探测器设备，单光子探测器设备内部的主控电路控制制冷设备对单光子APD管进行制冷；

A12、人机交换设备（含软件）控制单光子探测器设备以及测试电路，步骤如下：A121、人机交换设备（含软件）下发APD偏压参数（从0V开始）给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后传输给控制器，控制器进行计数统计并将计数值发送给人机交换设备（含软件），不断改变单光子APD管的偏压参数，直至计数值达到阈值结束，达到阈值时对应的电压即为偏置电压，得到偏置电压值；A122、控制器控制激光发射电路发光给VOA且控制器通过VOA衰减电路控制VOA输出的光强，将该光强的光经过分光器后输出单光子强度的光给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后输入时间位置测量单元，人机交换设备（含软件）通过控制器控制时间位置测量单元的延时位置，每调整一个延时位置，就对该延时位置的计数进行统计，将各延时位置对应的计数值发送给人机交换设备（含软件），找到最大计数值的延时位置，该延时位置对应的延时值即为寻找的延时值，根据统计的各延时位置的计数得到有效门宽（即符合门宽度，即计数大于设置的阈值区间的宽度，如图5所示）。

A2、人机交换设备（含软件）将步骤A1中通过参数标定得到的门控信号、温度参数、偏置电压值、延时值、有效门宽下发给单光子探测器设备，并通过控制器控制激光发射电路不发光，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后传输给时间位置测量单元，时间位置测量单元统计单位时间内（如1S）的计数值为C1并传递给控制器，如图6所示，其中各位置计数总和为C1；

A3、人机交换设备（含软件）通过控制器控制激光发射电路发光给VOA且控制器通过VOA衰减电路控制VOA输出的光强，将该光强的光经过分光器后输出单光子强度的光给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后输入时间位置测量单元，时间位置测量单元统计单位时间内（如1S）的计数值为C2且C2中计数最大值即为C3并传递给控制器，如图7所示，其中各位置计数总和为C2，最大计数值为C3，即5000ns时的计数值；

A4、测试电路将计数值C1、C2发送给人机交换设备（含软件），在人机交换设备（含软件）中计算出单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率，探测效率，其中为死时间；暗计数概率，其中为发光频率；后脉冲概率。

通过上述步骤能够完成单光子探测器的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的测试以及单光子探测器中的参数标定过程。

但单光子探测器设备在进行测试前，需要对单光子探测器设备中的单光子APD管进行响应度测试，保存相应的参数，然后将该单光子APD管放入单光子探测器设备中进行测试；且当单光子APD管的探测效率降低后，需要将单光子APD管从单光子探测器设备中取下放入单光子APD夹具中，再次进行响应度测试，以获知单光子APD管耦合效率是否发生变化。

单光子探测器设备中的单光子APD管进行响应度测试时的步骤为：

B1、将测试电路的控制器通过串口与人机交换设备（含软件）连接，并将单光子APD管从单光子探测器设备中取出安装在单光子APD夹具中；

B2、人机交换设备（含软件）通过控制器下发单光子APD管控制的温度值、反向偏置电压值（通常选择比反向雪崩电压小3～5V）；

B3、人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，激光发射电路通过VOA、分光器向单光子APD夹具上的单光子APD管发光；

B4、输出的光强加载在待测的单光子APD管上后产生一个电流值，该电流值通过I/V转换电路转换后获得一个电压值，ADC采样电路采样该电压值输出给控制器，控制器根据采样的电压值和输出的光强值，获得单光子APD管的响应度并在人机交换设备（含软件）中显示；

B5、记录并保存单光子APD管的测试条件与测试结论，完成单光子APD管的响应度测试。

当单光子APD管在单光子探测器中应用时，出现单光子探测器效率变化时需要对单光子APD管进行测试，将单光子APD管的测试数据与来料的测试数据进行比较，分析其是否存在耦合效率下降问题。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，该测试方法对APD管进行测试时，其中APD管响应度测试的过程如下：

C1、将测试电路与人机交换设备（含软件）之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C2、通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度为定值（例如室温，25℃），把光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；控制器根据电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度，完成APD管的响应度测试（该步骤为厂家测试的响应度测试，现有的出厂测试无法控制温度，本申请的装置通过控制可以控制测试条件与现有的出厂测试条件一致，与现有的厂家测试没有区别，只是表明本申请的装置能够覆盖厂家测试）；

或者，APD管的温度-响应度曲线测试过程如下：

C3、将测试电路与人机交换设备（含软件）之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C4、通过温度控制及采样电路控制加载在APD管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值；

C5、把步骤C3中的光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

C6、控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C7、通过温度控制及采样电路控制加载在APD管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值，重复步骤C5以及步骤C6，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次温度测量一个APD管的响应度值，得到不同温度下的APD管的响应度，完成APD管的温度-响应度曲线测试；

或者，APD管的反向偏置电压-响应度曲线测试过程如下：

C8、将测试电路与人机交换设备（含软件）之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度控制为定值；

C9、通过调节DAC电路控制高压控制电路加载在APD管上的反向偏置电压为；

C10、把步骤C8中的光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

C11、控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C12、通过调节DAC电路控制高压控制电路加载在APD管上的反向偏置电压为，重复步骤C10以及步骤C11，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次反向偏置电压测量一个APD管的响应度值，得到不同反向偏置电压下的APD管的响应度，完成APD管的反向偏置电压-响应度曲线测试；

或者，APD管的光强-响应度曲线测试过程如下：

C13、将测试电路与人机交换设备（含软件）之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备（含软件）通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度值为定值，以及调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C14、通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为，把该光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C15、通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为，把该光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次光强值测量一个APD管的响应度值，得到不同光强值下的APD管的响应度，完成APD管的光强-响应度曲线测试。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，该测试方法对PIN管进行测试时，其中的PIN管响应度测试时的步骤为：

D1、将测试电路与人机交换设备（含软件）之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上；

D2、人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，向单光子APD夹具上的PIN管输送加载一个固定的光强；通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的PIN管的温度并通过温度控制及采样电路进行温度采样，将PIN管的温度控制为定值（例如室温，25℃），把光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度，完成出厂响应度的测试（该步骤为厂家测试的响应度测试，现有的出厂测试无法控制温度，本申请的装置通过控制可以控制测试条件与现有的出厂测试条件一致，与现有的厂家测试没有区别，只是表明本申请的装置能够覆盖厂家测试）；

或者，PIN管的温度-响应度曲线测试过程如下：

D3、将测试电路与人机交换设备（含软件）之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，向单光子APD夹具上的PIN管输送加载一个固定的光强；

D4、通过温度控制及采样电路改变控制加载在PIN管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值；

D5、把步骤D3中输送的光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

D6控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度；

D7、通过温度控制及采样电路改变控制加载在PIN管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值，重复步骤D5以及步骤D6，获得PIN管的响应度，以此类推，每改变一次温度测量一个PIN管的响应度值，得到不同温度下的PIN管的响应度，完成PIN管的温度-响应度曲线测试；

或者，PIN管的光强-响应度曲线测试过程如下：

D8、将测试电路与人机交换设备（含软件）之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备（含软件）通过温度控制及采样电路将PIN管的温度控制为定值；

D9、人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为,将该光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度；

D10、人机交换设备（含软件）通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为,将该光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度，以此类推，每改变一次光强测量一个APD管的响应度值，得到不同光强下的PIN管的响应度，完成PIN管的光强-响应度曲线测试。

一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，该测试方法用于测试DFB激光器时的步骤为：

E1、将测试电路分别与人机交换设备（含软件）和测试仪器相连接，然后DFB激光器准确安置在上述测试电路的DFB激光器夹具中；

E2、人机交换设备（含软件）依次通过控制器、DFB激光器驱动电路将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流Ith的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值；

E3、人机交换设备（含软件）通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备（含软件）通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性；

E4、重复步骤E2，人机交换设备（含软件）通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备（含软件）通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性。

该测试方法用于测试DFB激光器时的具体步骤为：

E1、将测试电路分别与人机交换设备（含软件）和测试仪器相连接，然后将DFB激光器准确安置在上述测试电路的DFB激光器夹具中，人机交换设备（含软件）依次通过控制器、DFB激光器驱动电路来设定DFB激光器的RF-端、DC-端的电流值，且人机交换设备（含软件）依次通过控制器、DFB激光器TEC控制电路来控制调节DFB激光器的温度使得DFB激光器的发光中心波长达到要求，记录温度值和波长值；

E2、人机交换设备（含软件）设定DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值，将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流Ith的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值；

E3、人机交换设备（含软件）通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备（含软件）通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性；

E4、人机交换设备（含软件）设定DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值并重复步骤E2，人机交换设备（含软件）通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备（含软件）通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性。

在该测试方法中，步骤E1中的发光中心波长指的是待测DFB激光器发光达到产品需求的波长或者厂家出厂标定的波长；且步骤E2中的E值能够在测试中配合C值更改。另外当步骤E1中的温度值和波长值记录后，人机交换设备（含软件）设定待测DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值，将待测DFB激光器的RF-端的值设置为0mA，待测DFB激光器的DC-端的值由0mA一直调制到待测DFB激光器的最大电流值，在改变待测DFB激光器的DC-端的值的过程中通过测试仪器记录待测DFB激光器的DC-端的值与发光光强、光谱之间的关系。或者步骤E1中的温度值和波长值记录后，人机交换设备（含软件）设定待测DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值，将待测DFB激光器的RF-端的值设置为0mA，待测DFB激光器的DC-端的值为0mA～待测DFB激光器的最大电流值中的某一具体数值，通过测试仪器分别测试待测DFB激光器的发光功率、波长，并测试记录待测DFB激光器的发光功率、波长与时间t的曲线。上述两个测试过程的先后顺序可根据需要设置。实质上，该部分的技术内容仅是为了表明本发明的装置在量子条件下的测试与出厂测试均可使用。

下面通过具体实施例来说明本发明提供的DFB激光器测试方法。

首先按照图4所示的结构来搭建本发明提供的装置。测试过程如下：

E1、将测试电路分别与人机交换设备（含软件）和测试仪器相连接，然后将DFB激光器准确安置在上述测试电路的DFB激光器夹具中，以准备进行相关参数、技术指标测试，测DFB激光器的RF-端、DC-端需要和DFB激光器驱动电路稳定连接，DFB激光器与DFB激光器TEC控制电路相连接且DFB激光器发出的光源能够通过光纤传输到测试仪器中；

E2、人机交换设备（含软件）依次通过控制器、DFB激光器驱动电路来设定DFB激光器的RF-端为0mA、DC-端的电流值为100mA，且人机交换设备（含软件）依次通过控制器、DFB激光器TEC控制电路来控制调节DFB激光器的温度使得DFB激光器的发光中心波长达到要求，发光中心波长指的是DFB激光器发光达到产品需求的波长或者厂家出厂标定的波长，记录温度值和波长值；

E3、人机交换设备（含软件）设定DFB激光器的温度为步骤E2中的温度值，将DFB激光器的RF-端的值设置为0mA，DFB激光器的DC-端的值由0mA一直调制到DFB激光器的最大电流值（例如：150mA），在改变DFB激光器的DC-端的值的过程中通过测试仪器记录DFB激光器的DC-端的值与发光光强、光谱之间的关系；

E4、人机交换设备（含软件）设定DFB激光器的温度为步骤E2中的温度值，将DFB激光器的RF-端的值设置为0mA，DFB激光器的DC-端的值为100mA，通过测试仪器分别测试DFB激光器的发光功率、波长，并测试记录DFB激光器的发光功率、波长与时间t的曲线；

E5、人机交换设备（含软件）设定DFB激光器的温度为步骤E2中的温度值，将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流Ith的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值，E值能够在测试中配合C值更改以寻找最优值，人机交换设备（含软件）通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出500ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备（含软件）通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性；

E6、人机交换设备（含软件）设定DFB激光器的温度为步骤E2中的温度值，将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流Ith的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值，E值能够在测试中配合C值更改以寻找最优值，人机交换设备（含软件）通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备（含软件）通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性。

通过上述步骤E1、E2、E3、E4，能够完成DFB激光器的PI曲线（含阈值电流Ith）、功率稳定性、光谱稳定性以及光谱特性的相关测试，以上的测试能够完成DFB激光器出厂的光电参数测试，满足于经典通信应用中参数指标测试。通过上述步骤E1、E2、E5、E6，能够完成DFB激光器在窄脉冲驱动下的发光特性，对其参数指标作记录，判断能够可靠的应用于量子保密通信中。

本发明的装置能够解决单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的测试标定问题，解决了现有的单光子探测器设备测试中需要使用光源设备、光衰减器的问题；且能够测试出单光子APD管的响应度，测试出单光子APD管在来料时以及设备运行后出现探测效率下降时，分析其响应度是否发生变化，对设备运行后探测器效率发生变化进行分析，解决量子保密通信中单光子APD管器件的响应度问题。装置中的控制器接受人机交换设备指令输出驱动信号给窄脉冲调节电路驱动DFB激光器发光，经过VOA衰减电路以及后级光衰减器调节达到单光子水平（如0.1光子）；控制器经输出比较器、时钟驱动器输出100KHz同步时钟信号给单光子探测器设备的主控模块进行倍频输出并在单光子探测器设备的主控模块中进行处理得到门控信号下发给单光子APD管，同时通过人机交换设备控制单光子探测器设备的主控模块启动参数标定流程，单光子探测器设备输出计数脉冲给测试电路进行比较后得到计数脉冲信号给1:2时钟驱动器产生两路计数分别送给时间位置测量单元、控制器以完成计数统计；通过上述的方法能够完成单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的标定，并将相关参数记录至人机交换设备的存储单元中，自动完成一套单光子探测器设备的完成参数测试、记录。控制器通过温度控制与采样电路来控制单光子APD管的温度，保障每次测试过程中其温度恒定以减小温度对其响应度影响，通过DCA电路输出的电压调节高压控制电路输出高压加载在单光子APD管的反向偏置电压上且该高压控制电路采用高压运放或者专用的APD管高压控制芯片；给单光子APD管输入某个固定的光强、固定的反向偏置电压，此刻待测设备会产生一定的电流并经过I/V转换电路输出电压值、ADC采样电路采样该电压值并输出给控制器，控制器通过人机交换设备显示并进行记录，完成对待测设备响应度的测试；另外通过温度的变化完成温度-响应度曲线的测试、通过反向偏置电压的变化完成偏置电压-响应度曲线，对量子保密通信中使用的APD管或PIN管进行来料响应度参数曲线测试，保障APD管或PIN管可靠应用于量子保密通信领域。该装置通过人机交换设备、控制器来控制DFB激光器TEC控制电路实现对DFB激光器的温度控制，进而实现对其中心波长进行调节控制；通过DFB激光器温度采集电路反馈DFB激光器的内部温度并通过控制器调节DFB激光器TEC控制电路实现温度维稳，保障其中心波长不变；人机交换设备（含软件）通过控制器控制输出DFB激光器的驱动信号并经过窄脉冲调节电路调节后输出脉冲宽度可调节或固定不变的窄脉冲，送给DFB激光器驱动电路用来对DFB激光器的RF-端和DC-端进行驱动控制，RF-端和DC-端的驱动电流大小由控制器通过DFB激光器驱动电路独立实现控制；放置在DFB激光器夹具上的DFB激光器便于拆除；该装置能够完成对量子保密通信中的DFB激光器的光学参数、技术指标进行测试，并能够覆盖DFB厂家的出厂参数测试，保障其可靠的应用于量子保密通信产品的光源中。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (13)

1.一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置，包括测试电路，其特征在于：所述的测试电路包括控制器、时钟驱动器、输入比较器以及分光器，所述控制器上设置有能够与人机交换设备相连接的端口，在时钟驱动器、输入比较器、分光器上分别设置有与单光子探测器设备相连接的端口，控制器还通过线路依次与输出比较器和时钟驱动器相连接，且控制器通过输出比较器和时钟驱动器向单光子探测器设备的同步时钟信号输入端口输入同步时钟信号，所述的时钟驱动器通过线路与时间位置测量单元相连接以输出同步时钟信号至时间位置测量单元；所述的控制器通过线路依次与时间位置测量单元、1:2时钟驱动器、输入比较器相连接，且1:2时钟驱动器直接通过线路与控制器相连接，输入比较器上的计数信号接收端口能够接收单光子探测器设备输出的计数信号，1:2时钟驱动器接收输入比较器输出的电平信号，1:2时钟驱动器发出的时钟信号一路通过时间位置测量单元输出至控制器、另一路直接输出至控制器；所述的控制器依次与激光发射电路和VOA以及分光器相连接，且所述的控制器通过VOA衰减电路与VOA相连接，控制器能够通过对激光发射电路和VOA的控制，使分光器与单光子探测器设备连接的输出端口能够输出单光子；所述的分光器还通过线路与单光子APD夹具相连接，该单光子APD夹具通过相连接的I/V转换电路和ADC采样电路与控制器连接、通过相连接的DAC电路和高压控制电路与控制器连接、通过温度控制及采样电路与控制器连接，控制器通过温度控制及采样电路控制单光子APD夹具上的待测设备的温度，其中温度控制及采样电路还对待测设备的实时温度进行采样，控制器获得由单光子APD夹具上的待测设备因加载光产生的电流信号并经过I/V转换电路和ADC采样电路变换后得到的数字信号，高压控制电路根据接收的DAC电路输出信号向单光子APD夹具上的待测设备加载反向偏置电压；所述的激光发射电路包括窄脉冲调节电路、DFB激光器驱动电路和DFB激光器夹具，所述的控制器、窄脉冲调节电路、DFB激光器驱动电路通过线路依次相连接，且控制器通过线路直接与DFB激光器驱动电路相连接，DFB激光器驱动电路分别与DFB激光器夹具上的DFB激光器的RF-端、DC-端相连接，DFB激光器夹具上的DFB激光器能够通过光纤与VOA或者测试仪器相连接。

2.根据权利要求1所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置，其特征在于：所述的激光发射电路还包括DFB激光器TEC控制电路，DFB激光器TEC控制电路的输入端通过线路与控制器相连接且其输出端通过线路与DFB激光器夹具相连接，控制器通过控制DFB激光器TEC控制电路调节DFB激光器夹具上的DFB激光器的温度。

3.根据权利要求2所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置，其特征在于：所述的DFB激光器测试电路还包括DFB激光器温度采集电路，DFB激光器温度采集电路的一端与DFB激光器夹具相连接、另一端与控制器相连接，DFB激光器温度采集电路能够检测DFB激光器夹具上的DFB激光器的内部实时温度并反馈给控制器，控制器根据DFB激光器温度采集电路采集的温度值通过控制DFB激光器TEC控制电路调节DFB激光器夹具上的DFB激光器的温度，使得DFB激光器的温度恒定。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置，其特征在于：所述的人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器驱动电路来设定DFB激光器的RF-端、DC-端的电流值。

5.根据权利要求1所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置，其特征在于：所述的分光器上设有能够与功率计相连接的端口，使得分光器能够通过线路与功率计相连接，且该功率计能够通过线路直接与人机交换设备相连；使用时，控制器下发电压给VOA衰减电路，VOA衰减电路控制VOA从0V开始增加电压，0V以及每次增压时，功率计均测量一次光强并输送至人机交换设备，直至VOA一个周期的电压后结束，人机交换设备输出电压与光强的曲线关系。

6.一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：该测试方法用于测试单光子探测器设备时的步骤为：

A1、将测试电路的控制器通过串口与人机交换设备连接且人机交换设备通过电缆直接与单光子探测器设备的控制接口相连接，测试电路中的时钟驱动器、输入比较器、分光器分别与单光子探测器设备的相应端口连接，人机交换设备通过控制接口直接给单光子探测器设备发送启动信号，单光子探测器设备接收到启动信号后启动参数标定；

A2、人机交换设备将步骤A1中通过参数标定得到的门控信号、温度参数、偏置电压值、延时值、有效门宽下发给单光子探测器设备，并通过控制器控制激光发射电路不发光，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后传输给时间位置测量单元，时间位置测量单元统计单位时间内的计数值为C1并传递给控制器；

A3、人机交换设备通过控制器控制激光发射电路发光给VOA且控制器通过VOA衰减电路控制VOA输出的光强，将该光强的光经过分光器后输出单光子强度的光给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后输入时间位置测量单元，时间位置测量单元统计单位时间内的计数值为C2且C2中计数最大值即为C3并传递给控制器；

A4、测试电路将计数值C1、C2发送给人机交换设备，在人机交换设备中计算出单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率，探测效率，其中为死时间；暗计数概率，其中为发光频率；后脉冲概率。

7.根据权利要求6所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：所述步骤A1中的参数标定详细步骤如下：

A11、人机交换设备只控制单光子探测器设备，步骤如下：

A111、单光子探测器设备接收时钟驱动器发送的同步时钟信号并进行倍频，得到门控信号；

A112、人机交换设备下发温度参数给单光子探测器设备，单光子探测器设备内部的主控电路控制制冷设备对单光子APD管进行制冷；

A12、人机交换设备控制单光子探测器设备以及测试电路，步骤如下：

A121、人机交换设备下发APD偏压参数给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后传输给控制器，控制器进行计数统计并将计数值发送给人机交换设备，不断改变单光子APD管的偏压参数，直至计数值达到阈值结束，达到阈值时对应的电压即为偏置电压，得到偏置电压值；

A122、控制器控制激光发射电路发光给VOA且控制器通过VOA衰减电路控制VOA输出的光强，将该光强的光经过分光器后输出单光子强度的光给单光子探测器设备，单光子探测器设备输出计数脉冲经过输入比较器以及1:2时钟驱动器后输入时间位置测量单元，人机交换设备通过控制器控制时间位置测量单元的延时位置，每调整一个延时位置，就对该延时位置的计数进行统计，将各延时位置对应的计数值发送给人机交换设备，找到最大计数值的延时位置，该延时位置对应的延时值即为寻找的延时值，根据统计的各延时位置的计数得到有效门宽。

8.根据权利要求6或7所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：单光子探测器设备在进行测试前，需要对单光子探测器设备中的单光子APD管进行响应度测试，保存相应的参数，然后将该单光子APD管放入单光子探测器设备中进行测试；且当单光子APD管的探测效率降低后，需要将单光子APD管从单光子探测器设备中取下放入单光子APD夹具中，再次进行响应度测试，以获知单光子APD管耦合效率是否发生变化。

9.根据权利要求8所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：单光子探测器设备中的单光子APD管进行响应度测试时的步骤为：

B1、将测试电路的控制器通过串口与人机交换设备连接，并将单光子APD管从单光子探测器设备中取出安装在单光子APD夹具中；

B2、人机交换设备通过控制器下发单光子APD管控制的温度值、反向偏置电压值；

B3、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，激光发射电路通过VOA、分光器向单光子APD夹具上的单光子APD管发光；

B4、输出的光强加载在待测的单光子APD管上后产生一个电流值，该电流值通过I/V转换电路转换后获得一个电压值，ADC采样电路采样该电压值输出给控制器，控制器根据采样的电压值和输出的光强值，获得单光子APD管的响应度并在人机交换设备中显示；

B5、记录并保存单光子APD管的测试条件与测试结论，完成单光子APD管的响应度测试。

10.一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：该测试方法对APD管进行测试时，其中APD管响应度测试的过程如下：

C1、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C2、通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度为定值，把光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；控制器根据电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度，完成APD管的响应度测试；

或者，APD管的温度-响应度曲线测试过程如下：

C3、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C4、通过温度控制及采样电路控制加载在APD管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值；

C5、把步骤C3中的光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

C6、控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C7、通过温度控制及采样电路控制加载在APD管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值，重复步骤C5以及步骤C6，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次温度测量一个APD管的响应度值，得到不同温度下的APD管的响应度，完成APD管的温度-响应度曲线测试；

或者，APD管的反向偏置电压-响应度曲线测试过程如下：

C8、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，以向单光子APD夹具上的APD管输送加载一个固定的光强；通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度控制为定值；

C9、通过调节DAC电路控制高压控制电路加载在APD管上的反向偏置电压为；

C10、把步骤C8中的光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

C11、控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C12、通过调节DAC电路控制高压控制电路加载在APD管上的反向偏置电压为，重复步骤C10以及步骤C11，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次反向偏置电压测量一个APD管的响应度值，得到不同反向偏置电压下的APD管的响应度，完成APD管的反向偏置电压-响应度曲线测试；

或者，APD管的光强-响应度曲线测试过程如下：

C13、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将APD管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的APD管的温度值为定值，以及调节DAC电路控制高压控制电路输出一个固定的反向偏置电压；

C14通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为，把该光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度；

C15、通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为，把该光强加载在APD管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得APD管的响应度，以此类推，每改变一次光强值测量一个APD管的响应度值，得到不同光强值下的APD管的响应度，完成APD管的光强-响应度曲线测试。

11.一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：该测试方法对PIN管进行测试时，其中的PIN管响应度测试时的步骤为：

D1、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上；

D2、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，向单光子APD夹具上的PIN管输送加载一个固定的光强；通过温度控制及采样电路调节单光子APD夹具上的PIN管的温度并通过温度控制及采样电路进行温度采样，将PIN管的温度控制为定值，把光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度，完成出厂响应度的测试；

或者，PIN管的温度-响应度曲线测试过程如下：

D3、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，向单光子APD夹具上的PIN管输送加载一个固定的光强；

D4、通过温度控制及采样电路改变控制加载在PIN管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值；

D5、把步骤D3中输送的光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器；

D6控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度；

D7、通过温度控制及采样电路改变控制加载在PIN管上的温度为，通过温度控制及采样电路进行温度采样得到其温度值，重复步骤D5以及步骤D6，获得PIN管的响应度，以此类推，每改变一次温度测量一个PIN管的响应度值，得到不同温度下的PIN管的响应度，完成PIN管的温度-响应度曲线测试；

或者，PIN管的光强-响应度曲线测试过程如下：

D8、将测试电路与人机交换设备之间通过串口或者网口连接，将PIN管放置在单光子APD夹具上，人机交换设备通过温度控制及采样电路将PIN管的温度控制为定值；

D9、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为,将该光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度；

D10、人机交换设备通过控制器向激光发射电路下发发光指令、向VOA衰减电路下发VOA衰减控制指令，调节VOA输出的光强为,将该光强加载在PIN管上后产生一个电流值，经过I/V转换电路转换后获得一个电压值，该电压值由ADC采样电路采样后输出给控制器，控制器根据采样的电压值和发光的光强值，获得PIN管的响应度，以此类推，每改变一次光强测量一个APD管的响应度值，得到不同光强下的PIN管的响应度，完成PIN管的光强-响应度曲线测试。

12.一种用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：该测试方法用于测试DFB激光器时的步骤为：

E1、将测试电路分别与人机交换设备和测试仪器相连接，然后DFB激光器准确安置在上述测试电路的DFB激光器夹具中；

E2、人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器驱动电路将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值；

E3、人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性；

E4、重复步骤E2，人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性。

13.根据权利要求12所述的用于对激光源、探测器、光学器件测试的装置的测试方法，其特征在于：该测试方法用于测试DFB激光器时的具体步骤为：

E1、将测试电路分别与人机交换设备和测试仪器相连接，然后将DFB激光器准确安置在上述测试电路的DFB激光器夹具中，人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器驱动电路来设定DFB激光器的RF-端、DC-端的电流值，且人机交换设备依次通过控制器、DFB激光器TEC控制电路来控制调节DFB激光器的温度使得DFB激光器的发光中心波长达到要求，记录温度值和波长值；

E2、人机交换设备设定DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值，将DFB激光器的DC-端的值设置为EmA、RF-端的值设置为CmA，E值小于阈值电流的值且C值邻近DFB激光器的最大电流值；

E3、人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性；

E4、人机交换设备设定DFB激光器的温度为步骤E1中的温度值并重复步骤E2，人机交换设备通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给DFB激光器驱动电路，且人机交换设备通过控制器向DFB激光器驱动电路使能，使DFB激光器驱动电路去驱动DFB激光器发光，测试仪器记录DFB激光器的发光功率、光脉冲波形和光谱特性。