CN116625643A - 一种大功率泵浦源测试设备及测试方法 - Google Patents

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CN116625643A CN202310604412.5A CN202310604412A CN116625643A CN 116625643 A CN116625643 A CN 116625643A CN 202310604412 A CN202310604412 A CN 202310604412A CN 116625643 A CN116625643 A CN 116625643A
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刘曼玉
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Abstract

本发明提供了一种大功率泵浦源测试设备及测试方法，包括测试机柜以及设置于测试机柜上的测试装置、供电装置和散热装置；所述测试装置用于对大功率泵浦源进行测试，且所述测试装置包括连接组件、底板、托板、夹持机构和光阑机构；连接组件与测试机柜活动连接；底板安装于连接组件上，托板与底板相连，用于对泵浦源的光纤进行托举、支撑；所述夹持机构用于对泵浦源的光纤头进行夹持固定；所述光阑机构用于对泵浦源的功率、电流、电压进行检测；所述供电装置用于为测试装置提供电力；所述散热装置设置于测试机柜上，用于对测试装置所产生的热量进行散热处理。

Description

一种大功率泵浦源测试设备及测试方法
技术领域
本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种大功率泵浦源测试设备及测试方法。
背景技术
泵浦源光器件输出激光的功率测量是诊断激光器性能的直接指标，对于泵浦源光器件的设计、制造、检测和应用均具有十分重要的意义。泵浦源光器件由泵浦源光器件以及与泵浦源光器件连接的光纤组成。但是在对泵浦源光器件进行功率测试时，弯曲的光纤以及设备内空气过热均会导致激光在传输过程中发生损耗，从而影响功率检测结果的准确性。
发明内容
本发明提供了一种大功率泵浦源测试设备，包括测试机柜以及设置于测试机柜上的测试装置、供电装置和散热装置；
所述测试装置用于对大功率泵浦源进行测试，且所述测试装置包括连接组件、底板、托板、夹持机构和光阑机构；连接组件与测试机柜活动连接；底板安装于连接组件上，托板与底板相连，用于对泵浦源的光纤进行托举、支撑；所述夹持机构用于对泵浦源的光纤头进行夹持固定；所述光阑机构用于对泵浦源的功率、电流、电压进行检测；
所述供电装置用于为测试装置提供电力；
所述散热装置设置于测试机柜上，用于对测试装置所产生的热量进行散热处理。
可选的，所述夹持机构包括连接座、安装座和卡持件；所述连接座与底板相连，所述安装座用于安装光纤头，且在安装座上还设有用于对光纤头与安装座进行相互卡持锁紧的卡持件。
可选的，在所述安装座上设有相互间隔设置的多个用于安装光纤头的第一安装孔以及用于安装卡持件的第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔采用一一对应设置且第一安装孔和第二安装孔的中心轴线相互垂直设置。
可选的，所述卡持件包括卡持部、连接部和限位部；所述卡持部插入第二安装孔内并延伸至第一安装孔中，且在卡持部上套设有弹簧；所述限位部连接卡持部和连接部；所述连接部沿水平方向向远离安装座的方向自由延伸设置。
可选的，所述光阑机构与夹持机构相互间隔设置，且所述光阑机构包括安装底座、光阑安装座、光阑、调节组件、检测支架和检测驱动件；所述安装底座与底板相连；所述光阑安装于光阑安装座上，且光阑安装座与安装底座可调节连接；所述调节组件包括纵向调节件和横向调节件，纵向调节件用于对光阑安装座相对于安装底座的纵向位置进行调节，横向调节件用于对光阑安装座相对于安装底座的横向位置进行调节；所述检测支架安装于光阑安装座上，且检测支架上设有用于对光束进行检测的检测元器件；所述检测驱动件的驱动端与检测支架相连，用于驱动检测支架沿光纤头的光束方向进行位移。
可选的，所述测试装置还包括水冷机构，所述水冷机构包括安装板、支撑件、第一铰接件、第二铰接件、压件、光纤激光器、水冷组件和蠕动泵；所述安装板与连接组件相连；所述支撑件的一端与安装板相连，支撑件的另一端沿高度方向向上延伸设置；所述第一铰接件的一端同时与支撑件和第二铰接件相互铰接，第二铰接件的一端同时与支撑件和第一铰接件相互铰接，第一铰接件和第二铰接件的另一端分别沿支撑件的两端水平自由延伸设置，且第二铰接件的延伸端上可调节安装有压件；所述压件的一端延伸至光纤激光器上表面上；所述水冷组件与光纤激光器沿高度方向相互间隔设置，且水冷组件与蠕动泵相连；所述蠕动泵用于向水冷组件内进行注水。
可选的，在水冷组件上还设有多个相互间隔设置的温度传感器。
可选的，所述测试装置还包括用于对光纤头的功率和光谱进行检测的检测单元，检测单元设置于的夹持机构和光阑机构之间。
可选的，所述测试机柜包括柜体、间隔板和检测元件；所述柜体设置为带有空腔的框架结构；所述间隔板沿柜体的高度方向相互间隔设置有多组，每组间隔板设有相互并列设置的多件，且在每件间隔板上设有相互对称设置的滑动组件，滑动组件相对滑动的其中一端与间隔板固连，滑动组件相对滑动的另一端与连接组件固连；所述检测元件包括分别设置于间隔板上用于对测试装置进行检测的光电开关以及与光电开关采用信号连接的监控灯。
本发明还提供了一种大功率泵浦源测试方法，包括以下步骤：
步骤一、组装如上述所述的大功率泵浦源测试装置，并在放置泵浦源前打开水冷机及温度传感器，以通过蠕动泵向水冷板排一定量的水，用于泵浦源与第一水冷板之间的热传导；
步骤二、放置泵浦源，使用夹具将泵浦源压紧，确保泵浦源底部与水冷板接触，将泵浦源的光纤头插入夹持机构内；
步骤三、开启泵浦源小功率的光，通过对调节组件的调节，以使安装于光阑安装座上的光阑中心与光纤头的中心相对应；
步骤四、通过对位移驱动结构的驱动以将测试装置运行至检测位，置于间隔板上的光电开关通电后，泵浦源电流回路导通，以对泵浦源加电；
步骤五、通过对泵浦源实现阶梯加电，以完成泵浦源的功率、电流、电压的检测。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提供的一种大功率泵浦源测试设备，通过测试装置对大功率泵浦源的功率、电流、电压进行检测；通过设置供电装置以对该设备所需的电力进行供电，以保证在对大功率泵浦源进行测试的过程中不会产生突然断电或电压不稳的现象；通过设置散热装置，以将测试机柜内的空气进行实时换气，以防止测试机柜内部空气过热从而影响对大功率泵浦源的测试结果。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中一种大功率泵浦源测试设备的轴测示意图；
图2是图1中测试机柜的轴测示意图；
图3是图1中测试机柜的主视示意图；
图4是图1中测量装置的轴测示意图；
图5是图4中水冷机构的轴测示意图；
图6是图4中夹持机构的轴测示意图；
图7是图4中光阑机构的轴测示意图。
其中：
1、测试机柜，1.1、柜体，1.2、间隔板，1.3、行走轮组，1.4、滑动组件，2、测试装置，2.1、连接组件，2.2、底板，2.3、托板，2.4、水冷机构，2.4.1、安装板，2.4.2、支撑件，2.4.3、第一铰接件，2.4.4、第二铰接件，2.4.5、压件，2.4.6、光纤激光器，2.4.7、水冷组件，2.5、夹持机构，2.5.1、连接座，2.5.2、安装座，2.5.3、卡持件，2.6、光阑机构，2.6.1、安装底座，2.6.2、光阑安装座，2.6.3、光阑，2.6.4、调节组件，2.6.5、检测支架，2.6.6、检测驱动件，3、供电装置，4、散热装置。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
实施例：
参见图1所示，本发明提供的一种大功率泵浦源测试设备，包括测试机柜1以及设置于测试机柜1上的测试装置2、供电装置3和散热装置4；
所述测试装置2优选设有相互间隔设置的多组，多组测试装置2可分别或同时对大功率泵浦源进行测试；
所述供电装置3用于为测试装置2提供电力；
所述散热装置4设置于测试机柜1上，用于对测试装置2所产生的热量进行散热处理。此处优选：所述散热装置4优选设置为空气过滤结构，以将空气过滤后输送至测试机柜1内，防止测试机柜1内部的空气过热，从而影响对大功率泵浦源的测试结果。
参见图2和图3所示，所述测试机柜1包括柜体1.1、间隔板1.2和行走轮组1.3；柜体1.1包括左侧板、右侧板、前挡板、后挡板、顶板和底板，左侧板、右侧板、前挡板、后挡板、顶板和底板相互连接形成带有空腔的框架结构；所述间隔板1.2沿柜体1.1的高度方向相互间隔设置有多组，每组间隔板1.2上均安装有一组测试装置2；所述行走轮组1.3优选设有相互间隔设置于底板下端面上的四件，四件行走轮组1.3沿柜体1.1的长度方向和宽度方向相互对称设置，以便于该大功率泵浦源测试设备的移动与定位。此处优选：每组间隔板1.2优选设有沿水平方向相互间隔并列设置的多件(具体的，所述间隔板1.2可参见图2所示的沿高度方向依次相互间隔设置的三组、每组间隔板1.2设有沿水平方向相互间隔并列设置的两件，形成具有3*2个用于安装测试装置2的安装位；除此之外，所述间隔板1.2还可根据实际需求将间隔板1.2设有沿高度方向依次相互间隔设置的四组、每组间隔板1.2设有沿水平方向相互间隔并列设置的四件，以形成具有4*4个用于安装测试装置2的安装位)；所述行走轮组1.3优选设置为包括万向行走轮和定位脚的结构。
可选的，为实现测试装置2在间隔板1.2上进行位移，在间隔板1.2上还设有相互对称设置的滑动组件1.4，所述滑动组件1.4优选设置为直线滑轨结构，且滑动组件1.4相对滑动的其中一端与间隔板1.2固连，滑动组件1.4相对滑动的另一端与测试装置2固连，从而使测试装置2可在间隔板1.2上进行位移，以使当测试装置2沿水平方向向远离柜体1.1的方向位移后，能够方便将需测试或已测试完成的泵浦源放置于测试装置2上或从测试装置2上取出。
可选的，所述每件间隔板1.2上设有沿水平方向相互并列设置的两组滑动组件1.4，每组滑动组件1.4对应一组测试装置2。
可选的，为实现对测试装置2是否运行至检测位进行检测，在间隔板1.2上还设有用于对测试装置2进行检测的光电开关以及与光电开关采用信号连接的监控灯，当测试装置2运行至检测位时，光电开关通电、监控灯亮起；当监测装置2脱离了检测位时，光电开关断开、监控灯熄灭。
参见图4至图7所示，所述测试装置2包括连接组件2.1以及安装于连接组件2.1上的底板2.2、托板2.3、水冷机构2.4、夹持机构2.5和光阑机构2.6；
所述连接组件2.1包括抽屉结构以及用于驱动抽屉结构在间隔板1.2上进行位移的位移驱动结构，所述位移驱动结构优选设置为直线电机结构；
所述底板2.2优选设置为蜂窝板结构，使其具有质量轻、强度高以及成本低的优点；
所述托板2.3通过可调节件与连接组件2.1相连，可以实现对半径为20cm的盘纤进行托举、支撑；
所述水冷机构2.4包括安装板2.4.1、支撑件2.4.2、第一铰接件2.4.3、第二铰接件2.4.4、压件2.4.5、光纤激光器2.4.6、水冷组件2.4.7和蠕动泵；安装板2.4.1与连接组件2.1相连；支撑件2.4.2的一端与安装板2.4.1相连，支撑件2.4.2的另一端沿高度方向向上延伸设置；第一铰接件2.4.3的一端同时与支撑件2.4.2和第二铰接件2.4.4相互铰接，第二铰接件2.4.4的一端同时与支撑件2.4.2和第一铰接件2.4.3相互铰接，第一铰接件2.4.3和第二铰接件2.4.4的另一端分别沿支撑件2.4.2的两端水平自由延伸设置，且第二铰接件2.4.4的延伸端上可调节安装有压件2.4.5；压件2.4.5的一端延伸至光纤激光器2.4.6上表面上，用于将光纤激光器2.4.6向水冷组件2.4.7的方向下压，以使光纤激光器2.4.6与设置于水冷组件2.4.7内的水进行充分接触；水冷组件2.4.7与光纤激光器2.4.6沿高度方向相互间隔设置，且水冷组件2.4.7与蠕动泵相连，蠕动泵通过智能控制向水冷组件2.4.7内进行注水，以保证光纤激光器2.4.6能够充分与水相接触，从而实现对被检测大功率泵浦源进行水冷；
所述夹持机构2.5包括连接座2.5.1、安装座2.5.2和卡持件2.5.3；连接座2.5.1与底板2.2相连，安装座2.5.2用于安装光纤头2.5.4，且在安装座2.5.2上还设有用于对光纤头2.5.4与安装座2.5.2进行相互卡持锁紧的卡持件2.5.3；
所述光阑机构2.6与夹持机构2.5相互间隔设置，且所述光阑机构2.6包括安装底座2.6.1、光阑安装座2.6.2、光阑2.6.3、调节组件2.6.4、检测支架2.6.5和检测驱动件2.6.6；安装底座2.6.1与底板2.2相连；光阑2.6.3安装于光阑安装座2.6.2上，且光阑安装座2.6.2与安装底座2.6.1可调节连接；调节组件2.6.4包括纵向调节件和横向调节件，纵向调节件用于对光阑安装座2.6.2相对于安装底座2.6.1的纵向位置进行调节，横向调节件用于对光阑安装座2.6.2相对于安装底座2.6.1的横向位置进行调节；检测支架2.6.5安装于光阑安装座2.6.2上，且检测支架2.6.5通过检测驱动件2.6.6可沿光纤头2.5.4的光束方向进行位移，以实现对光纤头2.5.4所发射的光束不同占比情况下测量。
可选的，在水冷组件2.4.7上还设有至少三个相互间隔设置的温度传感器，以对水冷组件2.4.7内不同范围段内的水温进行实时监测，当水冷组件2.4.7中任意一段的水温超过设定温度时，该测试设备将停止对被检测大功率泵浦源进行测试，以保证被检测大功率泵浦源的安全。
可选的，为实现同时对多件光纤头2.5.4进行检测，在安装座2.5.2上设有相互并列设置的、均用于安装光纤头2.5.4的多个安装孔，所述卡持件2.5.3设有与光纤头2.5.4采用一一对应设置的多件。此处优选：本实施例中以光纤头2.5.4和卡持件2.5.3均设有两件为例进行说明。
可选的，所述卡持件2.5.3包括卡持部、连接部和限位部；所述卡持部插入安装座2.5.2中并延伸至安装孔中，且在卡持部上套设有弹簧；所述限位部连接卡持部和连接部，且限位部优选设置为弹性结构件，以通过限位部的弹性实现在复位过程中的缓冲；所述连接部沿水平方向向远离安装座2.5.2的方向自由延伸设置，以便于操作人员的操作。当安装光纤头2.5.4时，操作人员将卡持件2.5.3向远离安装座2.5.2的方向拉离，以便将光纤头2.5.4贯穿安装于安装孔内，松开卡持件2.5.3，以使卡持部通过弹簧的弹力对光纤头2.5.4进行卡持锁紧；当需拆卸光纤头2.5.4时，操作人员将卡持件2.5.3向远离安装座2.5.2的方向拉离，以便将光纤头2.5.4进行拆卸，松开卡持件2.5.3，以使卡持部通过弹簧的弹力进行复位。
可选的，所述测试装置2还包括用于对光纤头2.5.4的功率和光谱进行检测的检测单元2.7，检测单元2.7设置于的夹持机构2.5和光阑机构2.6之间。
应用上述所述的一种大功率泵浦源测试设备对泵浦源进行检测的具体过程如下：
步骤一、放置器件(泵浦源)前，打开水冷机，及温度传感器等，并通过蠕动泵向水冷板排一定量的水，用于器件与第一水冷板之间的热传导；
步骤二：放置器件，使用夹具将器件压紧，确保器件底部与水冷板接触，将泵浦源的光纤头插入夹持机构内；
步骤三、开启泵浦源小功率的光，通过对调节组件的调节，以使安装于光阑安装座上的光阑中心与光纤头的中心相对应；
步骤四、通过对位移驱动结构的驱动以将测试装置运行至检测位(即将测试装置位移至测试机柜内)，置于间隔板上的光电开关通电后，器件电流回路导通，以对器件加电；
步骤五、通过对器件实现阶梯加电，以完成器件的功率、电流、电压的检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大功率泵浦源测试设备，其特征在于，包括测试机柜(1)以及设置于测试机柜(1)上的测试装置(2)、供电装置(3)和散热装置(4)；
所述测试装置(2)用于对大功率泵浦源进行测试，且所述测试装置(2)包括连接组件(2.1)、底板(2.2)、托板(2.3)、夹持机构(2.5)和光阑机构(2.6)；连接组件(2.1)与测试机柜(1)活动连接；底板(2.2)安装于连接组件(2.1)上，托板(2.3)与底板(2.2)相连，用于对泵浦源的光纤进行托举、支撑；所述夹持机构(2.5)用于对泵浦源的光纤头进行夹持固定；所述光阑机构(2.6)用于对泵浦源的功率、电流、电压进行检测；
所述供电装置(3)用于为测试装置(2)提供电力；
所述散热装置(4)设置于测试机柜(1)上，用于对测试装置(2)所产生的热量进行散热处理。
2.根据权利要求1所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，所述夹持机构(2.5)包括连接座(2.5.1)、安装座(2.5.2)和卡持件(2.5.3)；所述连接座(2.5.1)与底板(2.2)相连，所述安装座(2.5.2)用于安装光纤头(2.5.4)，且在安装座(2.5.2)上还设有用于对光纤头(2.5.4)与安装座(2.5.2)进行相互卡持锁紧的卡持件(2.5.3)。
3.根据权利要求2所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，在所述安装座(2.5.2)上设有相互间隔设置的多个用于安装光纤头(2.5.4)的第一安装孔以及用于安装卡持件(2.5.3)的第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔采用一一对应设置且第一安装孔和第二安装孔的中心轴线相互垂直设置。
4.根据权利要求3所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，所述卡持件(2.5.3)包括卡持部、连接部和限位部；
所述卡持部插入第二安装孔内并延伸至第一安装孔中，且在卡持部上套设有弹簧；
所述限位部连接卡持部和连接部；
所述连接部沿水平方向向远离安装座(2.5.2)的方向自由延伸设置。
5.根据权利要求1所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，所述光阑机构(2.6)与夹持机构(2.5)相互间隔设置，且所述光阑机构(2.6)包括安装底座(2.6.1)、光阑安装座(2.6.2)、光阑(2.6.3)、调节组件(2.6.4)、检测支架(2.6.5)和检测驱动件(2.6.6)；
所述安装底座(2.6.1)与底板(2.2)相连；
所述光阑(2.6.3)安装于光阑安装座(2.6.2)上，且光阑安装座(2.6.2)与安装底座(2.6.1)可调节连接；
所述调节组件(2.6.4)包括纵向调节件和横向调节件，纵向调节件用于对光阑安装座(2.6.2)相对于安装底座(2.6.1)的纵向位置进行调节，横向调节件用于对光阑安装座(2.6.2)相对于安装底座(2.6.1)的横向位置进行调节；
所述检测支架(2.6.5)安装于光阑安装座(2.6.2)上，且检测支架(2.6.5)上设有用于对光束进行检测的检测元器件；
所述检测驱动件(2.6.6)的驱动端与检测支架(2.6.5)相连，用于驱动检测支架(2.6.5)沿光纤头(2.5.4)的光束方向进行位移。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，所述测试装置(2)还包括水冷机构(2.4)，所述水冷机构(2.4)包括安装板(2.4.1)、支撑件(2.4.2)、第一铰接件(2.4.3)、第二铰接件(2.4.4)、压件(2.4.5)、光纤激光器(2.4.6)、水冷组件(2.4.7)和蠕动泵；
所述安装板(2.4.1)与连接组件(2.1)相连；
所述支撑件(2.4.2)的一端与安装板(2.4.1)相连，支撑件(2.4.2)的另一端沿高度方向向上延伸设置；
所述第一铰接件(2.4.3)的一端同时与支撑件(2.4.2)和第二铰接件(2.4.4)相互铰接，第二铰接件(2.4.4)的一端同时与支撑件(2.4.2)和第一铰接件(2.4.3)相互铰接，第一铰接件(2.4.3)和第二铰接件(2.4.4)的另一端分别沿支撑件(2.4.2)的两端水平自由延伸设置，且第二铰接件(2.4.4)的延伸端上可调节安装有压件(2.4.5)；
所述压件(2.4.5)的一端延伸至光纤激光器(2.4.6)上表面上；
所述水冷组件(2.4.7)与光纤激光器(2.4.6)沿高度方向相互间隔设置，且水冷组件(2.4.7)与蠕动泵相连；
所述蠕动泵用于向水冷组件(2.4.7)内进行注水。
7.根据权利要求6所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，在水冷组件(2.4.7)上还设有多个相互间隔设置的温度传感器。
8.根据权利要求6所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，所述测试装置(2)还包括用于对光纤头(2.5.4)的功率和光谱进行检测的检测单元(2.7)，检测单元(2.7)设置于的夹持机构(2.5)和光阑机构(2.6)之间。
9.根据权利要求8所述的大功率泵浦源测试设备，其特征在于，所述测试机柜(1)包括柜体(1.1)、间隔板(1.2)和检测元件；
所述柜体(1.1)设置为带有空腔的框架结构；
所述间隔板(1.2)沿柜体(1.1)的高度方向相互间隔设置有多组，每组间隔板(1.2)设有相互并列设置的多件，且在每件间隔板(1.2)上设有相互对称设置的滑动组件(1.4)，滑动组件(1.4)相对滑动的其中一端与间隔板(1.2)固连，滑动组件(1.4)相对滑动的另一端与连接组件(2.1)固连；
所述检测元件包括分别设置于间隔板(1.2)上用于对测试装置(2)进行检测的光电开关以及与光电开关采用信号连接的监控灯。
10.一种大功率泵浦源测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、组装如权利要求9所述的大功率泵浦源测试装置，并在放置泵浦源前打开水冷机及温度传感器，以通过蠕动泵向水冷板排一定量的水，用于泵浦源与第一水冷板之间的热传导；
步骤二、放置泵浦源，使用夹具将泵浦源压紧，确保泵浦源底部与水冷板接触，将泵浦源的光纤头插入夹持机构内；
步骤三、开启泵浦源小功率的光，通过对调节组件的调节，以使安装于光阑安装座上的光阑中心与光纤头的中心相对应；
步骤四、通过对位移驱动结构的驱动以将测试装置运行至检测位，置于间隔板上的光电开关通电后，泵浦源电流回路导通，以对泵浦源加电；
步骤五、通过对泵浦源实现阶梯加电，以完成泵浦源的功率、电流、电压的检测。
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