CN111060197A - 一种光电探测器及其校准与测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信技术领域，具体为一种光电探测器校准系统及测试方法，其特征在于：包括了输入光1、InGaAs探测器2、前置放大器3、后置放大器4、高精度采样电路5、微控制器6、量程控制电路7、FLASH8、串行通信电路9、PC上位机10；输入光1的输出光经InGaAs探测器2转换成光电流，光电流依次经过前置放大器3与后置放大器4后被高精度采样电路5变成数字信号，并被微控制器6采样接收，微控制器6另一端通过控制量程控制电路7改变光电流的范围使其可以在高精度采样电路5的量程范围内，微控制器6通过串行通信电路9和PC上位机10连接，微控制器6另一端直接与FLASH8相连。本发明依赖的硬件电路复杂度低，成本低，并可实现校准误差控制在0.053％以内。

Description

一种光电探测器及其校准与测试方法

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体为一种光电探测器及其校准与测试方法。

背景技术

光电探测器是光功率测量的核心器件，它的作用是将输入的光功率变换成光电流，通常应用于光纤通信系统中，做反馈功率控制。常用的光电探测器为InGaAs型光电探测器，这是一种低噪声、高响应的光电探测器，相比基于雪崩光电二极管(Avalanche PhotoDiode，APD)的探测器，它不需要单独设计高压偏置电路，就能够满足光纤通信波段的测试需求。但是由于半导体材料的物理特性，其光电转换响应率(A/W值)并不是线性的，会随着输入光功率的大小而变化。即使在同样的输入光功率下，由于温度的不同，也会带来光电探测器零点和灵敏度的漂移，所以必须对光电探测器的光电转换响应率曲线进行校准。以使其能够真实反应实际光功率的大小，尽可能消除温度或其它因素，引起的光电探测器转换响应率的变化，对系统带来的影响。

目前常用的补偿方法主要分为硬件电路补偿和软件算法补偿两种。硬件电路补偿方法，首先在电路中，针对核心热敏感器件使用热敏电阻进行温度采样，采用惠斯通电桥的方式进行温度-电压转换，经后级运放对电压或电流做补偿。但这种补偿方式中，补偿曲线的获取需要经过大量的实验和后期数据处理，进而计算出补偿电路中所需要的电阻阻值，受限于电阻精度，温漂，额定阻值等方面的影响，补偿中存在一定的误差。此种方法仅适用于随温度变化偏差线性变化的情况下，然而更多情况下，随着温度的变化，补偿曲线呈现一个非线性的变化，硬件电路补偿大都存在电路复杂、调试困难、精度低、通用性差、成本高等缺点，难以满足系统的测试使用要求。

软件补偿方法主要是将光电探测器的输出信号，转换成数字信号通过微处理器进行接收，然后再进行标定的技术方法，主要有曲线曲面拟合方法、二维回归分析法、二维插值法和神经网络方法等。虽然软件补偿的方法较为灵活，不需要进行复杂的电路设计，但是软件补偿需要求解大规模的矩阵方程，精度要求较高时，待解方程的维数很多，需处理的数据量极其庞大，制约了系统的实时性。如果采用主频高的CPU作为主控，又会增加系统成本，不适合嵌入式应用场景。

发明内容

本发明为了能够很好地克服现有技术中，硬件电路补偿大都存在电路复杂、而软件补偿方法运算量极其庞大，硬件频率要求高的问题，提出了一种新型的软硬结合的光电探测器校准系统及算法，其具体方法为；

一种光电探测器，其特征在于：包括了输入光1、InGaAs探测器2、前置放大器3、后置放大器4、高精度采样电路5、微控制器6、量程控制电路7、FLASH8、串行通信电路9、PC上位机10；所述输入光1的输出光经InGaAs探测器2转换成光电流，光电流依次经过所述前置放大器3与所述后置放大器4后被所述高精度采样电路5变成数字信号，并被所述微控制器6采样接收，所述微控制器6另一端通过控制所述量程控制电路7 改变光电流的范围使其可以在所述高精度采样电路5的量程范围内，所述微控制器6通过所述串行通信电路9和所述PC上位机10连接，所述微控制器6另一端直接与所述 FLASH8相连。

一种光电探测器的实现方法，其特征在于：包括了InGaAs探测器2、前置放大器3、后置放大器4、高精度采样电路5、微控制器6、量程控制电路7、FLASH8、串行通信电路9、PC上位机10，输入光1输出数组具有功率值B_k的标准光，k为采样值所在区段端点的序号；标准光经InGaAs探测器2转换成光电流，光电流依次经过所述前置放大器3 与所述后置放大器4后被所述高精度采样电路5变成对应的标准采样值A_k，所述微控制器6采样接收标准采样值A_k，所述微控制器6另一端通过控制所述量程控制电路7改变光电流的范围使其可以在所述高精度采样电路5的量程范围内，所述微控制器6通过所述串行通信电路9和所述PC上位机10连接，所述微控制器6另一端直接与所述FLASH8 相连，将其功率值B_k以及与其对应的所述高精度采样电路5的标准采样值A_k记录于所述 FLASH8中，再将InGaAs探测器2接收所需测量的光，量时微控制器6分判断采样值所在的区段，并通过公式：

式中P为测得的功率值，A_k是第k个的采样值，B_k为第k点对应的光功率值，A_k+1是第k+1点的采样值，B_k+1是第k+1点对应的光功率值，A_i是i点的采样值；从而计算出输入功率Bi的值。

进一步的，所述的一种光电探测器的实现方法，其特征在于：在测试不同温度状态时，完成标准采样后，改变两次温度，InGaAs探测器2对输入光1在不同温度下的功率值B_k与所述高精度采样电路5的标准采样值A_k，微控制器6对上述各温度下的温度值和光功率值运用二阶牛顿插值算法，并通过下述方程组得出相应系数；

PΔ＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)(t-t₁)

式中PΔ为对应温度的功率补偿值，t为测试时的温度，t₀、t₁、t₂分别为基准温度与两次改变后的温度，a0、a1、a2是解得的0阶、1阶、2阶的补偿系数，将补偿系数写入所述FLASH8中，当测量时输入环境温度后微控制器6计算该温度下的光功率值补偿关系 PΔ，根据公式：

P＝P_常温+PΔ

式中P为功率值，P_常温常温下该采样值的对应功率，PΔ为对应温度的功率补偿值，计算出该温度下的功率值。

进一步的，所述的一种光电探测器的实现方法，其特征在于：所述标准功率值B_k的组数应在六组以上，且分部应当均匀。

一种基于权利要求1所述的光电探测器的校准方法，其特征在于：包括了，使用权利要求1所述的光电探测器，对其进行分段线性差值法，选择若干个功率点位，通过标准功率计测量所述输入光1的光功率值B_k，并记录此时所述高精度采样电路5的标准采样值 A_k，k为折线端点的序号，并将上述B_k与A_k值记入到所述FLASH8中便可完成对光电探测器的校准。

进一步的，所述的一种基于权利要求1所述的光电探测器的校准方法，其特征在于：当温度有变化时，在完成第一步的校准后，改变两次温度，分别测得不同温度下的所述输入光1的输出光的功率值B_k与所述高精度采样电路5的标准采样值A_k，从而得到光电探测器在各温度梯度下对应的光功率值；然后，对各温度值和光功率值运用二阶牛顿插值算法，并通过下述方程组得出相应系数；

PΔ＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)(t-t₁)

式中PΔ为对应温度的功率补偿值，t为测试时的温度，t₀、t₁、t₂分别为基准温度与两次改变后的温度，a0、a1、a2是解得的0阶、1阶、2阶的补偿系数，将补偿系数写入所述FLASH8中完成对光电探测器的校准。

一种基于权利要求1所述的光电探测器的光功率探测方法，其特征在于：包括了，

第一步：

使用权利要求1所述的光电探测器，对其进行分段线性差值法，选择若干个功率点位，通过标准功率计测量所述输入光1的光功率值B_k，并记录此时所述高精度采样电路5的标准采样值A_k，并将上述值记入到所述FLASH8中，k为折线端点的序号，完成对光电探测器的校准；

第二步：

当有新的功率的光需要测量时，所述微控制器6判断输入功率Bi对应的测得采样值 Ai是落在上一步所测得的采样值的哪一段区间内，并选择对应的K与K+1；

第三步：

所述微控制器6对得到的采样值Ai带入公式：

式中P为测得的功率值，A_k是第k个的采样值，B_k为第k点对应的光功率值，A_k+1是第k+1点的采样值，B_k+1是第k+1点对应的光功率值，A_i是i点的采样值；

从而计算出输入功率Bi的值。

进一步的，所述的一种基于权利要求1所述的光电探测器的光功率探测方法，其特征在于：当温度有变化时，在完成第一步的校准后，改变两次温度，分别测得不同温度下的所述输入光1的输出光的功率值B_k与所述高精度采样电路5的标准采样值A_k，从而得到光电探测器在各温度梯度下对应的光功率值；然后，对各温度值和光功率值运用二阶牛顿插值算法，并通过下述方程组得出相应系数；

PΔ＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)(t-t₁)

式中PΔ为对应温度的功率补偿值，t为测试时的温度，t₀、t₁、t₂分别为基准温度与两次改变后的温度，a0、a1、a2是解得的0阶、1阶、2阶的补偿系数，

将补偿系数写入所述FLASH8中，测量时输入环境温度后可得每个温度段与其相邻温度段的光功率值补偿关系PΔ，根据公式：

P＝P_常温+PΔ

式中P为功率值，P_常温常温下该采样值的对应功率，PΔ为对应温度的功率补偿值，便可测出该温度下的功率值。

本发明的有益效果在于，本发明所述的一种新型的光电探测器校准系统及算法，其算法依赖的硬件电路复杂度低，成本低；对于微控制系统的实时性影响较低，并且实现简单，可移植性强；并可实现光电探测器的非线性修正和温度漂移补偿，精度高，校准误差控制在0.053％以内。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一种新型的光功率自动校准系统结构示意图；

图2为分段线性插值法采样值与功率值的对应关系；

附图标记说明：

1、输入光；2、InGaAs探测器；3、前置放大器；4、后置放大器；5、高精度采样电路；6、微控制器；7、量程控制电路；8、FLASH；9、串行通信电路；10、PC上位机。

具体实施方式

本发明提出的一种新型的光功率自动校准系统，其结构如图1所示，由输入光1、InGaAs探测器2、前置放大器3、后置放大器4、高精度采样电路5、微控制器6、量程控制电路7、FLASH8、串行通信电路9和PC上位机10组成。

输入光1经过InGaAs探测器2，转换成光电流。光电流经过前置放大器3与后置放大器4放大后，输入高精度采样电路5变成数字信号，供微控制器6采样接收，同时微控制器6通过控制量程控制电路7改变可探测光电流的范围。数字信号被微控制器6捕获后，一方面通过串行通信电路9上报给PC上位机10，另一方面和InGaAs探测器2的实际光功率值(mW)，形成若干对坐标(采样值，功率值)，写入FLASH8中。

其中对各分部件的性能限定如下：

InGaAs探测器2，探测波长范围800nm-1700nm，探测功率范围80dB；

前置放大器3和后置放大器4需要具备高负载驱动能力350pF、G＝+1的容性负载驱动能力；

量程控制电路7至少满足4档切换，可使高精度采样电路5的采样范围与InGaAs 探测器2的探测功率范围相匹配。

使用本系统处理光电探测器校准方法，所基于的技术原理是一种分段线性插值法和二阶牛顿插值算法。

针对在常温环境下，使用上述的硬件结构，进行分段线性插值法。首先将InGaAs探测器2产生的光电流，经过模数转换后输入微控制器6的采样端，若InGaAs探测器2的探测范围与高精度采样电路5的采样范围不匹配，则切换量程控制电路7使其可以匹配。微控制器6采集到的数字信号和光功率关系如附图2所示，横坐标为经过12bitADC采样得到的数字值，纵坐标为相应的功率值(mW)。若对此曲线进行多项式拟合，至少要4 阶以上才能得到比较好的R平方值(R平方值可以反映趋势线的估计值与对应的实际数据之间的拟合程度，拟合程度越高，趋势线的可靠性就越高)，4阶以上的多项式计算对微控制器的处理性能提出了较大的考验。

本发明将曲线拆成若干条折线，当分解的段数越多，逼近程度就越高，将每条折线的端点通过标准功率计测得坐标值，使用时只需要将上述值存入微控制器的FLASH8中，便可完成校准。

首先通过标准功率计测得输入光1的实测功率值，并记录此时高精度采样电路5的标准采样值，并将上述值记入到FLASH8中。当有新的功率的光需要测量时，微控制器6判断输入功率Bi对应的测得采样值Ai是落在哪一段区间内，然后利用该段内折线的端点计算出斜率Mi和截距Ni，再进行线性插值，即可以得到实际光功率值Pi＝Bi。

如附图2所示，以六的采样点、五段为例，折线端点坐标分别为：

横坐标：A1、A2、A3、A4、A5、A6，纵坐标：B1、B2、B3、B4、B5、B6；

经计算可得各折线的输出表达式为：

折线1段的计算公式为

折线2段的计算公式为

折线3段的计算公式为

折线4段的计算公式为

折线5段的计算公式为

由此可得，功率和采样值计算的通式为：

式中P为测得的功率值，A_k是第k个的采样值，B_k为第k点对应的光功率值，A_k+1是第k+1点的采样值，B_k+1是第k+1点对应的光功率值，A_i是i点的采样值。其中k为折线端点的序号，五段折线有六个端点，即k＝1，2，3，4，5，6。事先将该公式记录在在该系统的FLASH8中，便可在为系统输入采样点后完成校准工作。

此步骤的作用是修正常温下，由于光电探测器转换效率和运算放大采样电路的非线性带来的采样结果误差，所以端点的选择，以数字采样值ADC均分为宜，保证横坐标的线性度。

若所需校准的设备还需在变温环境下使用，则需要在完成上述分段线性插值法后，再进行二阶牛顿插值算法，来进行不同温度环境下的校准。

将InGaAs探测器2接入采样电路，将InGaAs探测器2产生的光电流，经过模数转换后输入微控制器6的采样端。再分别在-40℃、-20℃、0℃、25℃、45℃、70℃等6个温度阶梯下，进行采样端数字ADC测试。

经过大量的试验，其结果表明，在不同温度下，功率值和采样值的关系的变化趋势类似，只是转换效率存在一定差别，所以运用二阶牛顿插值算法进行拟合，即可建立温度补偿算法模型。试验数据如下表所示：

首先，预设温度值分别为t0、t1、t2、t3、t4、t5，在对其中三个温度的光电探测器的转换的数字采样值进行测试，并通过上文所述的常温下使用的通式P＝f_k(A)中，从而得到光电探测器在各温度梯度下对应的光功率值；然后，对各温度值和光功率值运用二阶牛顿插值算法，具体实现为：

取t0、t1、t2的二次函数PΔ＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)(t-t₁)，满足条件

P0＝f(t0)，P1＝f(t1)，P2＝f(t2)，插值条件引出关于f(t₀)、f(t₁)、f(t₂)的方程

式中PΔ为对应温度的功率补偿值，t为测试时的温度，t₀、t₁、t₂分别为基准温度与两次改变后的温度，a0、a1、a2是解得的0阶、1阶、2阶的补偿系数，

解此方程组可得：a₀＝p₀，

同理可得每个温度段与其相邻温度段的光功率值补偿关系，再通过串行总线，将补偿系数写入微控制的FLASH8中。实际应用时，通过微控制器及采样电路，首先获得光电探测器转换得到的数字ADC值和当前环境的温度值；再由ADC值通过分段线性插值法，计算出输入探测器的光功率值；接着将光功率值和环境温度值通过二阶牛顿插值算法，最终计算出修正后的光功率值。

最后将上述两种算法得到的校准值输入到FLASH8中，则完成了设备的校准工作。

下面通过实施例对本发明作进一步地说明。

图1所示为本发明的实硬件系统示意图，输入光1采用_，经过InGaAs探测器2，转换成光电流。光电流经过前置放大器3和后置放大器4后，输入到高精度采样电路5 变成数字信号，供微控制器6接收，同时微控制器6通过控制量程控制电路7，改变可探测光电流的范围。数字信号被微控制器6捕获后，一方面通过串行通信电路9，上报给PC上位机10进行记录，另一方面和InGaAs探测器2的实际光功率值(mW)，形成若干对坐标(采样值，功率值)，写入Flash8中。在所需探测的光功率范围内，依次产生六对此种坐标，如图2所示，图中六点的实际坐标值为(244，1.584)、(575， 5.200)、(908，12.589)、(1164，25.119)、(1380，48.012)、(1600， 90.132)。使用Excel进行4阶多项式拟合后，可得：

y＝4*10^-11x⁴-8*10^-8x³+7.27*10^-5x²-0.018x+2.6625 (1)

此时，R平方值为1。

如附图2，以六点、五段为例，折线端点坐标分别为：

横坐标：244、575、908、1164、1380、1600，纵坐标：1.584、5.200、12.589、 25.119、48.012、90.132，带入所述分段线性插值算法，经计算可得各折线的输出表达式为：

折线1段

折线2段

折线3段

折线4段

折线5段

在每段折线内，任选一点，

折线1段内，选ADC值为500，此时经过公式(1)计算可得功率为4.288mW；经过公式(2)计算可得功率为4.381mW；再调整输入光，得到ADC采样为500时的实际输入光功率为4.358mW。

折线2段内，选ADC值为700，此时经过公式(1)计算可得功率为7.752mW；经过公式(3)计算可得功率为7.973mW；再调整输入光，得到ADC采样为700时的实际输入光功率为7.915mW。

折线3段内，选ADC值为1000，此时经过公式(1)计算可得功率为17.162mW；经过公式(4)计算可得功率为17.092mW；再调整输入光，得到ADC采样为1000时的实际输入光功率为17.102mW。

折线4段内，选ADC值为1250，此时经过公式(1)计算可得功率为34.85mW；经过公式(5)计算可得功率为34.234mW；再调整输入光，得到ADC采样为1250时的实际输入光功率为34.398mW。

折线5段内，选ADC值为1500，此时经过公式(1)计算可得功率为71.287mW；经过公式(6)计算可得功率为70.987mW；再调整输入光，得到ADC采样为1500时的实际输入光功率为71.052mW。

经过整理后，实测功率值与两种算法计算功率值对比如表1所示，两种算法的综合误差对比如表2所示。

表1实测功率值与两种算法计算功率值对比

表2两种算法综合误差对比

序号	ADC值	4阶多项式拟合综合误差	分段线性插值拟合综合误差
				1	500	-1.606％	+0.528％
2	700	-2.059％	+0.771％
				3	1000	+0.351％	-0.058％
4	1250	+1.314％	-0.477％
				5	1500	+0.331％	-0.091％

常温测试结果证明，本算法的满量程综合误差最大为0.771％，远小于4阶多项式拟合的结果，并且本身复杂度低，依赖电路简单。

二阶牛顿插值法

输入光功率选取30mW作为标准值进行高低温测量，在-40℃、+25℃和+70℃条件下进行ADC测量，获得三对坐标值(1191，35.00)、(1267，35.00)、(1325，35.00)，再通过签署二阶牛顿插值法可得，ADC值偏差和温度的关系为：

PΔ＝1.16923+1.28889*(t+40)+0.001087*(t+40)(t-25) (7)

再将30mW光功率在-20℃、0℃和60℃条件下，带入(7)式进行计算，并进行实际测量，得到结果如表3所示。

表3二阶牛顿插值法与实测值综合误差对比

P＝P_常温+PΔ，公式表征任意温度下的采样值等于常温下的采样值减去对应温度下的偏差。

以上是两个实施例分别对应本发明的分段线性插值法和二阶牛顿插值法，效果好、成本低、实现简单、精度高，能够很好的对光电探测器的非线性修正和温度漂移进行补偿。凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光电探测器，其特征在于：包括了输入光(1)、InGaAs探测器(2)、前置放大器(3)、后置放大器(4)、高精度采样电路(5)、微控制器(6)、量程控制电路(7)、FLASH(8)、串行通信电路(9)、PC上位机(10)；所述输入光(1)的输出光经InGaAs探测器(2)转换成光电流，光电流依次经过所述前置放大器(3)与所述后置放大器(4)后被所述高精度采样电路(5)变成数字信号，并被所述微控制器(6)采样接收，所述微控制器(6)另一端通过控制所述量程控制电路(7)改变光电流的范围使其可以在所述高精度采样电路(5)的量程范围内，所述微控制器(6)通过所述串行通信电路(9)和所述PC上位机(10)连接，所述微控制器(6)另一端直接与所述FLASH(8)相连。

2.一种光电探测器的实现方法，其特征在于：包括了InGaAs探测器(2)、前置放大器(3)、后置放大器(4)、高精度采样电路(5)、微控制器(6)、量程控制电路(7)、FLASH(8)、串行通信电路(9)、PC上位机(10)，输入光(1)输出数组具有功率值B_k的标准光，k为采样值所在区段端点的序号；标准光经InGaAs探测器(2)转换成光电流，光电流依次经过所述前置放大器(3)与所述后置放大器(4)后被所述高精度采样电路(5)变成对应的标准采样值A_k，所述微控制器(6)采样接收标准采样值A_k，所述微控制器(6)另一端通过控制所述量程控制电路(7)改变光电流的范围使其可以在所述高精度采样电路(5)的量程范围内，所述微控制器(6)通过所述串行通信电路(9)和所述PC上位机(10)连接，所述微控制器(6)另一端直接与所述FLASH(8)相连，将其功率值B_k以及与其对应的所述高精度采样电路(5)的标准采样值A_k记录于所述FLASH(8)中，再将InGaAs探测器(2)接收所需测量的光，量时微控制器(6)分判断采样值所在的区段，并通过公式：

式中P为测得的功率值，A_k是第k个的采样值，B_k为第k点对应的光功率值，A_k+1是第k+1点的采样值，B_k+1是第k+1点对应的光功率值，A_i是i点的采样值；从而计算出输入功率Bi的值。

3.根据权利要求2所述的一种光电探测器的实现方法，其特征在于：在测试不同温度状态时，完成标准采样后，改变两次温度，InGaAs探测器(2)对输入光(1)在不同温度下的功率值B_k与所述高精度采样电路(5)的标准采样值A_k，微控制器(6)对上述各温度下的温度值和光功率值运用二阶牛顿插值算法，并通过下述方程组得出相应系数；

PΔ＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)(t-t₁)

式中PΔ为对应温度的功率补偿值，t为测试时的温度，t₀、t₁、t₂分别为基准温度与两次改变后的温度，a0、a1、a2是解得的0阶、1阶、2阶的补偿系数，将补偿系数写入所述FLASH(8)中，当测量时输入环境温度后微控制器(6)计算该温度下的光功率值补偿关系PΔ，根据公式：

P＝P_常温+PΔ

式中P为功率值，P_常温常温下该采样值的对应功率，PΔ为对应温度的功率补偿值，计算出该温度下的功率值。

4.根据权利要求2所述的一种光电探测器的实现方法，其特征在于：所述标准功率值B_k的组数应在六组以上，且分部应当均匀。

5.一种基于权利要求1所述的光电探测器的校准方法，其特征在于：包括了，使用权利要求1所述的光电探测器，对其进行分段线性差值法，选择若干个功率点位，通过标准功率计测量所述输入光(1)的光功率值B_k，并记录此时所述高精度采样电路(5)的标准采样值A_k，k为折线端点的序号，并将上述B_k与A_k值记入到所述FLASH(8)中便可完成对光电探测器的校准。

6.根据权利要求5所述的一种基于权利要求1所述的光电探测器的校准方法，其特征在于：当温度有变化时，在完成第一步的校准后，改变两次温度，分别测得不同温度下的所述输入光(1)的输出光的功率值B_k与所述高精度采样电路(5)的标准采样值A_k，从而得到光电探测器在各温度梯度下对应的光功率值；然后，对各温度值和光功率值运用二阶牛顿插值算法，并通过下述方程组得出相应系数；

PΔ＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)(t-t₁)

式中PΔ为对应温度的功率补偿值，t为测试时的温度，t₀、t₁、t₂分别为基准温度与两次改变后的温度，a0、a1、a2是解得的0阶、1阶、2阶的补偿系数，将补偿系数写入所述FLASH(8)中完成对光电探测器的校准。

7.一种基于权利要求1所述的光电探测器的光功率探测方法，其特征在于：包括了，

第一步：

使用权利要求1所述的光电探测器，对其进行分段线性差值法，选择若干个功率点位，通过标准功率计测量所述输入光(1)的光功率值B_k，并记录此时所述高精度采样电路(5)的标准采样值A_k，并将上述值记入到所述FLASH(8)中，k为折线端点的序号，完成对光电探测器的校准；

第二步：

当有新的功率的光需要测量时，所述微控制器(6)判断输入功率Bi对应的测得采样值Ai是落在上一步所测得的采样值的哪一段区间内，并选择对应的K与K+1；

第三步：

所述微控制器(6)对得到的采样值Ai带入公式：

式中P为测得的功率值，A_k是第k个的采样值，B_k为第k点对应的光功率值，A_k+1是第k+1点的采样值，B_k+1是第k+1点对应的光功率值，A_i是i点的采样值；

从而计算出输入功率Bi的值。

8.根据权利要求7所述的一种基于权利要求1所述的光电探测器的光功率探测方法，其特征在于：当温度有变化时，在完成第一步的校准后，改变两次温度，分别测得不同温度下的所述输入光(1)的输出光的功率值B_k与所述高精度采样电路(5)的标准采样值A_k，从而得到光电探测器在各温度梯度下对应的光功率值；然后，对各温度值和光功率值运用二阶牛顿插值算法，并通过下述方程组得出相应系数；

PΔ＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)(t-t₁)

式中PΔ为对应温度的功率补偿值，t为测试时的温度，t₀、t₁、t₂分别为基准温度与两次改变后的温度，a0、a1、a2是解得的0阶、1阶、2阶的补偿系数，

将补偿系数写入所述FLASH(8)中，测量时输入环境温度后可得每个温度段与其相邻温度段的光功率值补偿关系PΔ，根据公式：

P＝P_常温+PΔ

式中P为功率值，P_常温常温下该采样值的对应功率，PΔ为对应温度的功率补偿值，便可测出该温度下的功率值。

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