CN116086779B - 泵浦模块的na测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵浦模块的NA测试方法及装置，涉及激光器的技术领域，泵浦模块的NA测试方法包括：提供一内径连续可变的NA环和功率检测计的步骤；步骤S1.获取泵浦模块的最大光功率Q1；步骤S2.根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1；步骤S3.根据参考设定NA值M1和泵浦模块与NA环之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环的内径为R1；功率检测计监测并获得从泵浦模块发出且穿过NA环的光的实时光功率Q2；步骤S4.调节NA环的内径，直至Q2/Q1=k。

Description

泵浦模块的NA测试方法及装置

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其是涉及一种泵浦模块的NA测试方法及装置。

背景技术

现有技术中，在检测NA值时，可以采用固定孔径的NA环，通过调节泵浦模块与NA环之间的距离，检测NA值，由于调节距离需要留有足够的调节空间，所需的纵向长度（与积分球相连的水平方向）较长。距离过长的话，一方面，会导致过多的漏光，另一方面，需要遮光罩等遮光设置，也不可避免的导致遮蔽难度加大，激光外漏风险增加，能量损耗，从而导致计算精度降低；此外，现有技术有采用几个固定不同直径NA环切换或直接更换的方式实现变直径设置，但是由于NA环直径相对固定，会导致精度不高（测试精度仅能达到百分级0.01），NA值有偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泵浦模块的NA测试方法及装置，以缓解了现有的NA检测方法所需的纵向长度较长，会出现漏光问题，以及测量精度低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供的一种泵浦模块的NA测试方法，

提供一内径连续可变的NA环和功率检测计，包括：

步骤S1.获取泵浦模块的最大光功率Q1；

步骤S2.根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1；

步骤S3.根据参考设定NA值M1和泵浦模块与NA环之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环的内径为R1；

功率检测计监测并获得从泵浦模块发出且穿过NA环的光的实时光功率Q2；

步骤S4.调节NA环的内径，直至Q2/Q1=k。

在一种可以实施的方案中，步骤S1中具体包括：

步骤S11.沿纵向依次安装泵浦模块、NA环和功率检测计；

步骤S12.开启泵浦模块和功率检测计，调大NA环内径至R2，以使NA环对泵浦模块发出的光完全无遮挡；

步骤S13.功率检测计检测并记录泵浦模块的最大光功率Q1。

在一种可以实施的方案中，NA环由电机驱动内径变化；

步骤S3包括：

步骤S31.根据参考设定NA值M1和泵浦模块与NA环之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1；

步骤S32.根据R1和R2得到电机的驱动步数。

在一种可以实施的方案中，步骤S4包括：

步骤S41.获得当前状态的实时光功率Q2；

步骤S42.比较Q2和k*Q1的大小；

当Q2大于k*Q1时，电机正向旋转输出驱动力；

当Q2小于k*Q1时，电机反向旋转输出驱动力；

当Q2等于k*Q1时，电机无动力输出。

在一种可以实施的方案中，步骤S2中的历史数据对应表中数据的获取的步骤具体包括：

步骤S21.获取泵浦模块的最大光功率Q1；

步骤S22. 期望比例系数K从预设的比例系数中选取；其中，预设的比例系数包括各不相等的第一比例系数K1、第二比例系数K2、第三比例系数K3……和第n比例系数Kn，n为大于等于2的整数；

将期望比例系数K取值为第一比例系数K1，根据K1和Q1获得第一目标光功率q1，q1=K1*Q1;

步骤S23.功率检测计监测并获得从泵浦模块发出且穿过NA环的光的实时光功率Q2；

步骤S24.调节NA环的内径，直至Q2=q1；根据此时的NA环内径以及NA环与泵浦模块之间的纵向距离L，计算得到第一参考设定NA值；

步骤S25. 将期望比例系数K取值为第二比例系数K2、第三比例系数K3、……和第n比例系数Kn；并逐一重复步骤S22-S24，从而得到各个比例系数与参考设定NA值之间的对应关系。

第二方面，本发明实施例提供的一种泵浦模块的NA测试装置，包括：

内径连续可变的NA环；

用于检测泵浦模块的实时光功率Q2的功率检测计；NA环位于泵浦模块和功率检测计之间；

分别与NA环和功率检测计连接的控制器；

控制器能够获取由功率检测计检测的泵浦模块的最大光功率Q1；

控制器能够获根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1；

控制器能够获根据参考设定NA值M1和泵浦模块与NA环之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环的内径为R1；

控制器能够调节NA环的内径，直至Q2/Q1=k。

在一种可以实施的方案中，装置还包括：

沿纵向延伸的滑轨；

与滑轨固定连接的固定座，固定座用于固定泵浦模块；

与滑轨滑动连接的滑座，滑座用于固定NA环。

在一种可以实施的方案中，滑轨上设置有沿其长度方向延伸的长度刻度。

在一种可以实施的方案中，还包括：

用于检测固定座和滑座之间的纵向距离L的测距仪；测距仪设置在滑座或者固定座上，测距仪与控制器连接。

在一种可以实施的方案中，NA环包括：

形成内孔的光阑片组；

与光阑片组连接的电机，电机驱动光阑片组汇聚或者发散，以改变光阑片组的内孔孔径。

本发明实施例提供的泵浦模块的NA测试方法，包括：提供一内径连续可变的NA环和功率检测计的步骤；步骤S1.获取泵浦模块的最大光功率Q1；步骤S2.根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1；步骤S3.根据参考设定NA值M1和泵浦模块与NA环之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环的内径为R1；功率检测计监测并获得从泵浦模块发出且穿过NA环的光的实时光功率Q2；步骤S4.调节NA环的内径，直至Q2/Q1=k。通过采用固定泵浦模块与NA环之间距离，NA环直径连续调整结构，无需设置过长的NA环位置调节空间，避免距离过长会导致过多的漏光，避免需要遮光罩等遮光设置，也可降低遮蔽难度，避免激光外漏风险增加，能量损耗，从而导致的计算精度降低等问题。测试NA时，先根据期望比例系数K对NA环进行粗调节，调节到位后，再根据实时光功率和目标光功率（K*Q1）的实时对照，对NA环进行细调节，不仅可以提高测量精度（测量精度可达千分级0.001），而且可以缩短调节时间，提高测试效率。并且，因为是采用NA环内径连续变化的方式，因此，可以对不同的期望比例系数K进行连续测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的泵浦模块的NA测试装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的泵浦模块的NA测试装置的NA环的示意图。

图标：100-泵浦模块；200-NA环；300-功率检测计。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

本发明实施例提供的泵浦模块的NA测试方法包括：

提供一内径连续可变的NA环200和功率检测计300的步骤。

如图1和图2所示，本实施例中，用于测试泵浦模块100的装置可以包括固定座和滑座，泵浦模块100固定在固定座上，NA环200固定在滑座上，泵浦模块100、NA环200和功率检测计300沿纵向依次设置，泵浦模块100发出的光经过NA环200的内孔后照射到功率检测计300上，功率检测计300实时监测光功率。需要说明的是，内径连续可变的NA环200为现有技术中存在的光学元件，用于改变出光量，具体可以包括形成内孔的光阑片组；与光阑片组连接的电机，电机驱动光阑片组汇聚或者发散，以改变光阑片组的内孔孔径。功率检测计300为现有技术中常规的检测装置，结构不在赘述。

NA测试方法包括步骤S1.获取泵浦模块100的最大光功率Q1。

步骤S1中具体包括：步骤S11.沿纵向依次安装泵浦模块100、NA环200和功率检测计300。步骤S12.开启泵浦模块100和功率检测计300，调大NA环200内径至R2，以使NA环200对泵浦模块100发出的光完全无遮挡。步骤S13.功率检测计300检测并记录泵浦模块100的最大光功率Q1。

此步骤中，可以由小到大逐渐扩张NA环200的内径，也可以直接将NA环200的内径扩张至最大，只要最后的结果为NA环200不对泵浦模块100产生遮挡即可。

优选的，可以采用将NA环200的内径直接调节至最大的方式，在后续的NA环200调节过程中，再逐渐的缩小NA环200的内径。为确保测量准确性，测量不同功率比例前，通过NA环200内孔扩张至最大状态，测量初始最大功率Q1后计算目标功率（K Q1），可确保不同测量试验的结果的一致性。传统NA环200位置调整的方式，无法确定NA环200位置是过近或过远，由此无法确定功率计获得的功率是NA环200部分遮挡造成的还是由于漏光等原因造成的，通过NA环200从最大功率开始（内孔扩张至最大位置）的方式直径连续调整结构，可准确获得实际功率，提高精度。

步骤S2.根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1。

预设的比例系数可以为95%、90%和85%，即，期望比例系数K可以为95%、90%或者85%等。历史数据对应表如表1所示：

表1

在一种可以实施的方案中，步骤S2中的历史数据对应表中数据的获取的步骤具体包括：

步骤S21.获取泵浦模块100的最大光功率Q1。该步骤的具体实施方式可以与步骤S1相同。

步骤S22. 期望比例系数K从预设的比例系数中选取；其中，预设的比例系数包括各不相等的第一比例系数K1、第二比例系数K2、第三比例系数K3……和第n比例系数Kn，n为大于等于2的整数；本实施例中，第一比例系数K1可以为95%，第二比例系数K2可以为90%，第三比例系数K3可以为85%。

将期望比例系数K取值为选取第一比例系数K1，根据K1和Q1获得第一目标光功率q1，q1=K1*Q1。

第一比例系数K1可以为95%，计算K1*Q1得到q1。

步骤S23.功率检测计300监测并获得从泵浦模块100发出且穿过NA环200的光的实时光功率Q2。

步骤S24.调节NA环200的内径，NA环200的内径每变化一个单位，便利用功率检测计300得到一个实时光功率值，并与q1进行对比，直至Q2=q1，功率匹配成功。根据此时的NA环200内径以及NA环200与泵浦模块100之间的纵向距离L，计算得到第一参考设定NA值，即表1中的0.172。

同样的，将期望比例系数K取值为第二比例系数K2，根据K2和Q1获得第二目标光功率q2，q2=K2*Q1。

第二比例系数K2可以为90%，计算K2*Q1得到q2。调节NA环200的内径，NA环200的内径每变化一个单位，便利用功率检测计300得到一个实时光功率值，并与q2进行对比，直至Q2=q2，功率匹配成功。根据此时的NA环200内径以及NA环200与泵浦模块100之间的纵向距离L，计算得到第二参考设定NA值，即表1中的0.167。依次类推可以得到表1。表1的获取时间较长，因为在步骤S24中，需要逐一进行比对，耗时长，而本申请利用历史数据进行批量测试，粗调节过程节省了大量的时间，避免大量数据逐一对比。

步骤S3.根据参考设定NA值M1和泵浦模块100与NA环200之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环200的内径为R1；功率检测计300监测并获得从泵浦模块100发出且穿过NA环200的光的实时光功率Q2。

在一种可以实施的方案中，步骤S3包括：步骤S31.根据参考设定NA值M1和泵浦模块100与NA环200之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1；步骤S32.根据R1和R2得到电机的驱动步数。

具体的，驱动NA环200内径变化的电机的单步精度可以是1.8°，同步切换到NA环200的直径变换尺寸是0.1718mm/单步，切换到NA值的变化是0.0017/单步。电机的工作信号：电机可以是两相步进电机，单步1.8°，一周200步，当两相绕组都通电励磁时，电机输出轴将静止并锁定位置。当不需要进行NA测试时，额定电流下使电机保持锁定的最大力矩和保持力矩，NA环200的内孔的直径最大可以为25.5mm，泵浦模块100与NA环200之间距离L可以为49.5mm-50.5mm ,当NA环200的内孔直径为最大时，NA可测量大小为0.255，大于泵浦模块100的正常出光上限0.22，可以适应正常出光的发射角调整。该电机单步驱动内环的变化量为0.1718mm，NA值的测试精度可以做到0.0017，远高于其他NA测试方案的精度。

举例说明，假设测设比例为95%的产品的NA值：

泵浦模块100与NA环200之间的纵向距离L为50mm；将NA环200的内孔扩张至最大，直径25.5mm；从表格中选出参考设定NA值：0.172；进行NA测试时，依据参考设定NA值和计算公式获得电机步数，NA环200内孔直径=2*NA*L=2*0.172*50mm=17.2mm，NA环200的收缩距离=25.5-17.2=8.3mm，电机转动步数=NA环200的收缩距离/电机单步收缩距离=8.3/0.1718=48步。电机转动48步后完成粗调节。

步骤S4.调节NA环200的内径，直至Q2/Q1=k。

在一种可以实施的方案中，步骤S4包括：步骤S41.获得当前状态的实时光功率Q2；步骤S42.比较Q2和k*Q1的大小；当Q2大于k*Q1时，电机正向旋转输出驱动力；当Q2小于k*Q1时，电机反向旋转输出驱动力；当Q2等于k*Q1时，电机无动力输出。根据Q2和k*Q1的大小关系，指导电机是驱动NA环200的内孔放大或者缩小。

通过采用固定泵浦模块100与NA环200之间距离，NA环200直径连续调整结构，无需设置过长的NA环200位置调节空间，避免距离过长会导致过多的漏光，避免需要遮光罩等遮光设置，也可降低遮蔽难度，避免激光外漏风险增加，能量损耗，从而导致的计算精度降低等问题。测试NA时，先根据期望比例系数K对NA环200进行粗调节，调节到位后，再根据实时光功率和目标光功率（K*Q1）的实时对照，对NA环200进行细调节，不仅可以提高测量精度，而且可以缩短调节时间，提高测试效率。并且，因为是采用NA环200内径连续变化的方式，因此，可以对不同的期望比例系数K进行连续测试。

本发明实施例提供的泵浦模块的NA测试装置，包括：内径连续可变的NA环200；用于检测泵浦模块100的实时光功率Q2的功率检测计300；NA环200位于泵浦模块100和功率检测计300之间；分别与NA环200和功率检测计300连接的控制器；控制器能够获取由功率检测计300检测的泵浦模块100的最大光功率Q1；控制器能够获根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1；控制器能够获根据参考设定NA值M1和泵浦模块100与NA环200之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环200的内径为R1；控制器能够调节NA环200的内径，直至Q2/Q1=k。通过采用固定泵浦模块100与NA环200之间距离，NA环200直径连续调整结构，无需设置过长的NA环200位置调节空间，避免距离过长会导致过多的漏光，避免需要遮光罩等遮光设置，也可降低遮蔽难度，避免激光外漏风险增加，能量损耗，从而导致的计算精度降低等问题。测试NA时，先根据期望比例系数K对NA环200进行粗调节，调节到位后，再根据实时光功率和目标光功率（K*Q1）的实时对照，对NA环200进行细调节，不仅可以提高测量精度，而且可以缩短调节时间，提高测试效率。并且，因为是采用NA环200内径连续变化的方式，因此，可以对不同的期望比例系数K进行联系测试。

在一种可以实施的方案中，装置还包括：沿纵向延伸的滑轨；与滑轨固定连接的固定座，固定座用于固定泵浦模块100；与滑轨滑动连接的滑座，滑座用于固定NA环200。可以对NA环200与泵浦模块100之间的距离进行微调，调整后，固定滑块，从而可以适应不同的测试模块。

在一种可以实施的方案中，滑轨上设置有沿其长度方向延伸的长度刻度，可以方便用户直接读取长度。在另一种可以实施的方案中，还包括：用于检测固定座和滑座之间的纵向距离L的测距仪；测距仪设置在滑座或者固定座上，测距仪与控制器连接。该方案中，无需用户读取和向控制器输入纵向长度L，而可以由测距仪直接测量并传递给控制器，自动化程度高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种泵浦模块的NA测试方法，其特征在于，

提供一内径连续可变的NA环（200）和功率检测计（300），包括：

步骤S1.获取泵浦模块（100）的最大光功率Q1；

步骤S2.根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1；

步骤S3.根据参考设定NA值M1和泵浦模块（100）与NA环（200）之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环（200）的内径为R1；

功率检测计（300）监测并获得从泵浦模块（100）发出且穿过NA环（200）的光的实时光功率Q2；

步骤S4.调节NA环（200）的内径，直至Q2/Q1=k；

所述NA环（200）由电机驱动内径变化；

所述步骤S4包括：

步骤S41.获得当前状态的实时光功率Q2；

步骤S42.比较Q2和k*Q1的大小；

当Q2大于k*Q1时，电机正向旋转输出驱动力；

当Q2小于k*Q1时，电机反向旋转输出驱动力；

当Q2等于k*Q1时，电机无动力输出；

所述步骤S2中的历史数据对应表中数据的获取的步骤具体包括：

步骤S21.获取泵浦模块（100）的最大光功率Q1；

步骤S22. 期望比例系数K从预设的比例系数中选取；其中，预设的比例系数包括各不相等的第一比例系数K1、第二比例系数K2、第三比例系数K3……和第n比例系数Kn，n为大于等于2的整数；

将期望比例系数K取值为第一比例系数K1，根据K1和Q1获得第一目标光功率q1，q1=K1*Q1;

步骤S23.功率检测计（300）监测并获得从泵浦模块（100）发出且穿过NA环（200）的光的实时光功率Q2；

步骤S24.调节NA环（200）的内径，直至Q2=q1；根据此时的NA环（200）内径以及NA环（200）与泵浦模块（100）之间的纵向距离L，计算得到第一参考设定NA值；

步骤S25. 将期望比例系数K取值为第二比例系数K2、第三比例系数K3、……和第n比例系数Kn；并逐一重复步骤S22-S24，从而得到各个比例系数与参考设定NA值之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的泵浦模块的NA测试方法，其特征在于，所述步骤S1中具体包括：

步骤S11.沿纵向依次安装泵浦模块（100）、NA环（200）和功率检测计（300）；

步骤S12.开启泵浦模块（100）和功率检测计（300），调大NA环（200）内径至R2，以使NA环（200）对泵浦模块（100）发出的光完全无遮挡；

步骤S13.功率检测计（300）检测并记录泵浦模块（100）的最大光功率Q1。

3.根据权利要求2所述的泵浦模块的NA测试方法，其特征在于，

所述步骤S3包括：

步骤S31.根据参考设定NA值M1和泵浦模块（100）与NA环（200）之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1；

步骤S32.根据R1和R2得到电机的驱动步数。

4.一种泵浦模块的NA测试装置，其特征在于，包括：

内径连续可变的NA环（200）；

用于检测泵浦模块（100）的实时光功率Q2的功率检测计（300）；所述NA环（200）位于泵浦模块（100）和功率检测计（300）之间；

分别与NA环（200）和功率检测计（300）连接的控制器；

控制器能够获取由所述功率检测计（300）检测的泵浦模块（100）的最大光功率Q1；

控制器能够获根据期望比例系数K，从历史数据对应表中挑选与期望比例系数K对应的参考设定NA值M1；

控制器能够获根据参考设定NA值M1和泵浦模块（100）与NA环（200）之间的纵向距离L，得到参考设定半径值R1，并调节NA环（200）的内径为R1；

控制器能够调节NA环（200）的内径，直至Q2/Q1=k。

5.根据权利要求4所述的泵浦模块的NA测试装置，其特征在于，所述装置还包括：

沿纵向延伸的滑轨；

与滑轨固定连接的固定座，所述固定座用于固定泵浦模块（100）；

与滑轨滑动连接的滑座，所述滑座用于固定NA环（200）。

6.根据权利要求5所述的泵浦模块的NA测试装置，其特征在于，所述滑轨上设置有沿其长度方向延伸的长度刻度。

7.根据权利要求5所述的泵浦模块的NA测试装置，其特征在于，还包括：

用于检测所述固定座和所述滑座之间的纵向距离L的测距仪；所述测距仪设置在所述滑座或者所述固定座上，所述测距仪与所述控制器连接。

8.根据权利要求4所述的泵浦模块的NA测试装置，其特征在于，所述NA环（200）包括：

形成内孔的光阑片组；

与光阑片组连接的电机，所述电机驱动所述光阑片组汇聚或者发散，以改变光阑片组的内孔孔径。