CN117452922A - 一种mopa激光器电学测试工装 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种MOPA激光器电学测试工装，该测试工装内部安装有水冷板、多个快恢复二极管、直流固态继电器、分流器、隔离电源板、开关电源，其中多个快恢复二极管串联连接构成多组二极管负载，通过直流固态激光器和按钮开关可以切换接入的二极管负载，用来模拟LD泵浦多级放大的实际工作场景，同时二极管负载的电流回路中连接有分流器和数显电流表，用来测量并显示电流数据，便于对电流数据进行校正，该测试工装的后面板上设置二极管负载输出接口和供电输出接口，用于连接MOPA激光器。该测试工装具有集成度高、操作简单、电流测量数据实时显示等优点，同时一个测试工装可满足多款MOPA激光器的测试。
Description
技术领域
本发明涉及电控测试技术领域，特别涉及一种MOPA激光器电学测试工装。
背景技术
MOPA激光器是指由激光振荡器与放大器级联的一种激光器结构，而在工业界，MOPA激光器指代由电脉冲驱动的半导体激光种子源和光纤放大器构成的一种独特的，更为“智能化”的纳秒脉冲光纤激光器。MOPA激光器将具有高光束质量的种子信号光和泵浦光通过一定的方式耦合进双包层光纤进行放大 , 从而实现对种子光源的高功率放大，MOPA系统结构主要部分就是泵浦放大级，其性能的好坏直接影响输出信号光功率大小和光束质量，为了确保种子信号光顺利放大，泵浦光通常都是逐级对种子光进行充能放大的，而各级泵浦光的充能时序、充能时间决定了整机的可靠性。
因为泵浦LD是一个光学被动器件，给电流泵浦就会出光，所以泵浦出光响应时间完全由电流决定，电流控制信号的快慢决定了泵浦LD出光响应的快慢，一但整个电学控制系统的逻辑出现错误将会给泵浦和光纤带来不可逆转的伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MOPA激光器电学测试工装，在不需要接入真实泵浦LD的情况下，工装里面集成的场强效应管可以替代泵浦LD，以解决在真实泵浦接入之前就能很好的测试电控系统是否满足要求的问题，提前预防因为电控系统不满足要求间接导致泵浦LD损坏的风险。具体技术方案如下：
一种MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述测试工装包括水冷板、多个快恢复二极管、多个直流固态继电器、多个分流器、隔离电源板、开关电源、多个按钮开关，所述多个快恢复二极管串联连接构成多组二极管负载，所述二极管负载设置有至少一个输出端，所述输出端连接所述分流器或所述直流固态继电器和所述分流器，所述多组二极管负载可以模拟LD泵浦的多级放大实际工作场景，所述按钮开关用于控制所述直流固态继电器的输入回路，根据测试需求切换所述二极管负载的接入，所述开关电源的输出端连接所述直流固态继电器和所述隔离电源板，所述开关电源用于整机供电。
进一步的，所述测试工装还包括数显电流表、电源开关和供电指示灯，所述数显电流表与所述分流器并联，所述电源开关连接在所述开关电源的输出端和所述供电显示灯之间，所述隔离电源板连接在所述开关电源的输出端和所述数显电流表之间；
所述隔离电源板用于给所述数显电流表供电，所述数显电流表用于显示电流数据，所述电源开关用于控制所述开关电源的输出，所述供电线显示灯用于直观显示所述开关电源的输出状态。
进一步的，所述测试工装还包括二极管负载接口、供电输出接口、电压输入接口和散热孔，所述二极管负载接口中设置有每组所述二极管负载的输入接头和对应的所述分流器的输出接头，所述供电输出接口连接于所述供电指示灯的输出端，所述电压输入接口连接于所述开关电源的输入端；
所述二极管负载接口用于对外连接MOPA激光器对应的每级LD+接口和LD-接口，所述供电输出接口用于对外连接MOPA激光器的电源接口，所述电压输入接口用于对外连接220V市电，所述散热孔用于所述开关电源散热。
进一步的，所述水冷板配置安装于所述测试工装的内部底板上，所述多个快恢复二极管与所述直流固态继电器、所述分流器、所述隔离电源板、所述开关电源安装于所述水冷板上，所述数显电流表与所述按钮开关、所述电源开关、所述供电显示灯配置安装于所述测试工装的前面板，所述二极管负载接口与所述供电输出接口、所述电压输入接口、所述散热孔配置安装于所述测试工装的后面板。
进一步的，所述测试工装还设置有一体式侧板外罩，所述侧板外罩的侧面设置有隐藏式把手和水管接头。
进一步的，所述多个快恢复二极管的串联数量n=LD泵浦的最大工作电压/单个二极管的压降。
进一步的，所述水冷板内设置有水道，所述水道可以通过所述水管接头与外部水箱连接。
进一步的，所述数显电流表采用5V直流供电。
进一步的，所述开关电源是2个AC/DC开关电源，分别选用600W/24V和1500W/48V两种规格。
进一步的，所述隔离电源板是多路DC/DC隔离电源板，可根据不同数显电流表的供电范围来设计。
本发明提供的一种MOPA激光器电学测试工装，具有以下有益效果：
1.本发明提供的一种MOPA激光器电学测试工装是通过手动硬件控制的方式来改变测试负载大小的，相比于自动控制的方式，更有利于工装的制作。
2.本发明提供的一种MOPA激光器电学测试工装具有集成度高、操作简单、电流测量数据实时显示等优点，一个工装可满足多款MOPA激光器的测试。
附图说明
图1是本发明提供的一种MOPA激光器电学测试工装的内部结构示意图；
图2是本发明提供的一种MOPA激光器电学测试工装的前面板示意图；
图3是本发明提供的一种MOPA激光器电学测试工装的后面板示意图；
图4是本发明提供的一种MOPA激光器电学测试工装的外部示意图；
图5是本发明实施例中一种MOPA激光器电学测试工装的内部连线示意图；
图6是本发明实施例中一种MOPA激光器电学测试工装的测试过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中心”、“水平”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：参阅图1-4所示，本实施例提供了一种MOPA激光器电学测试工装，
参阅图1所示，该测试工装内部底板上安装有水冷板11，水冷板11上固定安装有多个快恢复二极管12、4个分流器13、1个隔离电源板14、6个直流固态继电器15、2个开关电源16，其中水冷板11内设置有水道，水道可以连接外部水箱，有效给安装于水冷板11上的各部件散热降温。
具体的，多个快恢复二极管11分别串联起来构成4组二极管负载，可以模拟LD泵浦的多级放大实际工作场景，每组二极管负载的正极端作为电流信号输入端，第一组二极管负载的负极输出端连接分流器13的输入端，其余各组二极管负载在所串联的尾端和中部间隔设置二极管负极输出端，二极管负极输出端均分别连接直流固态继电器15的输入端，每组直流固态继电器15的输出端连接同一个分流器13的输入端，每组分流器13的输出端作为电流信号输出端，开关电源16的输出端连接直流固态继电器15和隔离电源板14，开关电源16用于给整机供电，其规格可以根据产品的设计电压和功率来选择。
参阅图2所示，测试工装的前面板上安装有4个数显电流表21、6个按钮开关22、电源开关23、供电指示灯24，数显电流表21均与上述每组分流器13并联，当有直流电流通过时，分流器13两端产生毫伏级直流电压信号提供给数显电流表21，数显电流表21采集分流器13两端的电压就可以准确的显示当前电流数据，以便于对电流数据进行校准，隔离电源板14的输出端连接数显电流表21，用来给数显电流表21供电，隔离电源板14可根据不同电流表的供电范围来设计，6个按钮开关22分别连接6个直流固态继电器15，用来控制对应的直流固态继电器15接入回路，可以灵活的切换负载满足测试需求，电源开关23与开关电源16的输出端连接，用来控制开关电源16的电源输出，电源开关23弹起时电源有输出，电源开关23按下时电源无输出，供电指示灯24连接在电源开关23的输出端，用来直观显示开关电源16的输出状态，电源开关23弹起电源有输出同时指示灯长亮，电源开关23按下电源无输出同时指示灯熄灭。
参阅图3所示，该测试工装后面板上设置有二极管负载接口31、供电输出接口32、电压输入接口33，二极管负载接口31有2个，其引出线的长度可根据实际应用场景来确定，一个接口中设置有每组二极管负载的信号输入接头，并进行相应的标识来进行区分，例如：可标识为LD1+、LD2+、LD3+、LD4+，用于与MOPA激光器的LD+接口对应连接，另一个接口中设置有每组分流器13的信号输出接头，并进行相应的标识来进行区分，例如：可标识为LD1-、LD2-、LD3-、LD4-，用于与MOPA激光器的LD-接口对应连接；供电输出接口32用于开关电源16的供电线引出，其引出线的长度根据实际应用场景来确定，供电输出接口32用于与MOPA激光器的电源输入接口连接；电压输入接口33为220V电压输入接口，用于给开关电源16提供220V供电；后面板3上与开关电源16对应的地方设置多个散热孔34，用于开关电源16散热。
参阅图4所示，该测试工装上部还设置有一体式侧板外罩41，用于保护整个测试工装，两边侧板上设置有隐藏式把手42，用来移动、搬用测试工装，需要用时拉起、用完后自动放下，侧板上还设置有水管接头43，用于水冷板11中的水通道与外部水箱连接。
优选的，多个快恢复二极管12串联的数量n取决于LD泵浦的最大工作电压和二极管的压降，例如：一款LD泵浦的最大工作电压13V、一个二极管的压降为1.3V，那么串联10二极管就能替代最大工作电压为13V的LD泵浦。即
n=LD泵浦的最大工作电压/单个二极管的压降。
优选的，该测试工装的数显电流表21可以采用5V直流供电。
优选的，该测试工装的开关电源16是2个AC/DC开关电源，分别选用600W/24V和1500W/48V两种规格优选的，
优选的，按钮开关22可采用自锁式开关，按下导通，弹起断开。
参阅图5所示，以其中一组二极管负载的控制为例解释该MOPA激光器电学测试工装的内部工作原理，电流信号从二极管负载的正级端流入，经过串联好的二极管负载后，从二极管负载的负极端流入直流固态继电器15的LOAD+级，经过LOAD-负极流入分流器13后流进数显电流表21的输入端，从数显电流表21的输出端流进分流器的另一端，最后流出形成一个电流回路，其中可以通过按钮开关A和B控制接入到测试回路中二极管负载的大小：按下开关A、弹起开关B,二极管负载A和固态继电器A回路导通，此时固态继电器B处于断开状态，电流表只会采集流过负载A的电流，按下开关B、弹起开关A,二极管负载B和固态继电器B工作回路导通，此时固态继电器A处于断开状态，电流表只会采集流过负载B的电流,这样就可以通过按钮切换提前设定好负载,并且可以两路共用一个电流表。
参阅图6所示，是该测试工装与激光器的连接示意图，用来解释该测试工装分别测试两种MOPA激光器的过程， 假设两台MOPA激光器分别为A激光器和B激光器，且A激光器与B激光器都为4级放大且第一级LD泵浦相同，则第一级二极管负载相同，二极管接入的个数相同，第二级、第三级、第四级的二极管负载可以通过继电器来切换，这样就可以通过继电器得到两组4级放大的二极管负载。
首先测试A激光器，将该测试工装的二极管负载接口中的信号输入接头分别与A激光器的LD+接口对应连接，将二极管负载接口中的信号输出接头分别与A激光器的LD-接口对应连接，将测试工装的供电输出接口与A激光器的电源接口连接，根据A激光器的电压和功率规格通过电源开关接通相应规格的开关电源，按下继电器A1、A2、A3对应的按钮开关，其中每级二极管负载中二极管接入的个数是根据A激光器的每级放大规格提前算好的，测试过程中结合示波器和电流钳可以测量A激光器4级放大的相关电学参数是否满足设计要求。
测试B激光器时，将该测试工装的二极管负载接口中的信号输入接头分别与B激光器的LD+接口对应连接，将二极管负载接口中的信号输出接头分别与B激光器的LD-接口对应连接,将测试工装的供电输出接口与B激光器的电源接口连接，根据B激光器的电压和功率规格通过电源开关接通相应规格的开关电源，按下继电器B1、B2、B3对应的按钮开关，其中每级二极管负载中二极管接入的个数是根据B激光器的每级放大规格提前算好的，测试过程中结合示波器和电流钳测量B激光器4级放大的相关电学参数是否满足激光器的设计要求。
同时此测试工装还可以对相同规格的1级、2级、3级MOPA激光器进行测试，测试时只需连接对应的输入接头和输出接头。
上述实施例中的测试工装仅仅是本发明所提出的测试工装的一个具体实施例，若需要进行更多规格的MOPA激光器的测试或者更多级放大的MOPA激光器的测试，均可采用上述方案来进行设计。
本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神和范围，基于本发明中的实施例，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述测试工装包括水冷板、多个快恢复二极管、多个直流固态继电器、多个分流器、隔离电源板、开关电源、多个按钮开关，所述多个快恢复二极管串联连接构成多组二极管负载，所述二极管负载设置有至少一个输出端，所述输出端连接所述分流器或所述直流固态继电器和所述分流器，所述多组二极管负载可以模拟LD泵浦的多级放大实际工作场景，所述按钮开关用于控制所述直流固态继电器的输入回路，根据测试需求切换所述二极管负载的接入，所述开关电源的输出端连接所述直流固态继电器和所述隔离电源板，所述开关电源用于整机供电。
2.根据权利要求1所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述测试工装还包括数显电流表、电源开关和供电指示灯，所述数显电流表与所述分流器并联，所述电源开关连接在所述开关电源的输出端和所述供电显示灯之间，所述隔离电源板连接在所述开关电源的输出端和所述数显电流表之间；
所述隔离电源板用于给所述数显电流表供电，所述数显电流表用于显示电流数据，所述电源开关用于控制所述开关电源的输出，所述供电线显示灯用于直观显示所述开关电源的输出状态。
3.根据权利要求2所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述测试工装还包括二极管负载接口、供电输出接口、电压输入接口和散热孔，所述二极管负载接口中设置有每组所述二极管负载的输入接头和对应的所述分流器的输出接头，所述供电输出接口连接于所述供电指示灯的输出端，所述电压输入接口连接于所述开关电源的输入端；
所述二极管负载接口用于对外连接MOPA激光器对应的每级LD+接口和LD-接口，所述供电输出接口用于对外连接MOPA激光器的电源接口，所述电压输入接口用于对外连接220V市电，所述散热孔用于所述开关电源散热。
4.根据权利要求3所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述水冷板配置安装于所述测试工装的内部底板上，所述多个快恢复二极管与所述直流固态继电器、所述分流器、所述隔离电源板、所述开关电源安装于所述水冷板上，所述数显电流表与所述按钮开关、所述电源开关、所述供电显示灯配置安装于所述测试工装的前面板，所述二极管负载接口与所述供电输出接口、所述电压输入接口、所述散热孔配置安装于所述测试工装的后面板。
5.根据权利要求1-4任一项所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述测试工装还设置有一体式侧板外罩，所述侧板外罩的侧面设置有隐藏式把手和水管接头。
6.根据权利要求1所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述多个快恢复二极管的串联数量n=LD泵浦的最大工作电压/单个二极管的压降。
7.根据权利要求5所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述水冷板内设置有水道，所述水道可以通过所述水管接头与外部水箱连接。
8.根据权利要求2所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述数显电流表采用5V直流供电。
9.根据权利要求1所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述开关电源是2个AC/DC开关电源，分别选用600W/24V和1500W/48V两种规格。
10.根据权利要求1所述的MOPA激光器电学测试工装，其特征在于：所述隔离电源板是多路DC/DC隔离电源板，可根据不同数显电流表的供电范围来设计。
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