CN207183795U - 一种激光信号发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光技术领域，尤其是一种激光信号发生器，包括输入装置、显示装置、信号采集控制装置、激光发生装置和光测量装置，所述输入装置连接信号采集控制装置的输入端，所述显示装置连接信号采集控制装置的输出端，输入装置对信号采集控制装置进行预设值设置并控制，显示装置显示信号采集控制装置输出的检测信号和处理数据，所述激光发生装置连接信号采集控制装置的输出端，通过信号采集控制装置控制激光发生装置的正常运行，所述光测量装置连接信号采集控制装置的输入端，通过对激光发生装置进行检测并得到检测信号输入信号采集控制装置内，本实用新型的激光信号发生器使用寿命长，运行效果稳定。

Description

一种激光信号发生器

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体领域为一种激光信号发生器。

背景技术

信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。

激光信号发生器是一种提供指定频率、特定波长和能量的激光信号的设备。他用于产生被测的光电器件所需要的激光测试信号。在测试、研究以及调试光电器件相关的电路及设备时，为测定电路的一些参量，如测量响应的灵敏度、响应波长、最大响应、响应频率等参量，需要提供响应的光信号，经过器件转换后，通过测量最终输出的电信号实现最终的测量。

激光信号发生器的主要性能要求有：具有足够的功率和较远的照射距离；足够小的激光束散角；照射器观瞄轴与激光轴要有良好的平行性。影响激光信号发生器的性能的主要因素有：激光波长，单位脉冲的能量，重复频率，脉冲宽度，目标的反射率，大气(天气)影响，目标的大小等。

现有的激光信号发生器可以输出不同强度的激光，激光的强度根据标定值进行确定，激光能量需要定期标定。激光信号发生器的使用过程中受环境影响较大，容易引起能量漂移和光谱漂移。

现有的激光信号发生器主要由半导体激光器、激光驱动电路、输入装置、外壳等组成。核心器件是半导体激光器，激光驱动电路接收输入装置的各种设置，然后控制半导体激光器输出激光。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光信号发生器，以解决现有技术中使用寿命短，运行效果不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种激光信号发生器，包括输入装置、显示装置、信号采集控制装置、激光发生装置和光测量装置，所述输入装置连接信号采集控制装置的输入端，所述显示装置连接信号采集控制装置的输出端，输入装置对信号采集控制装置进行预设值设置并控制，显示装置显示信号采集控制装置输出的检测信号和处理数据，所述激光发生装置连接信号采集控制装置的输出端，通过信号采集控制装置控制激光发生装置的正常运行，所述光测量装置连接信号采集控制装置的输入端，通过对激光发生装置进行检测并得到检测信号输入信号采集控制装置内。

优选的，所述激光发生装置包括激光驱动电路、温控驱动电路、半导体激光器、PTC片、温度传感器、分光装置和镜头组，所述激光驱动电路和温控驱动电路分别连接信号采集控制装置的输出端，所述半导体激光器连接激光驱动电路的输出端，所述PTC片连接温控驱动电路的输出端，所述温度传感器连接温控驱动电路的输入端，所述分光装置安装在对应与半导体激光器处，并与半导体激光器配合，所述镜头组对应于分光装置配合设置。

优选的，所述激光驱动电路为窄脉冲激光驱动集成电路。

优选的，所述温控驱动电路为冷热双向PTC温控芯片。

优选的，所述分光装置为分光棱镜。

优选的，所述光测量装置为带光功率测量的光谱仪，光谱仪对应于分光装置处设置，所述光测量装置(5)还可为相互配合的光功率计和光谱仪。

优选的，所述输入装置包括触摸屏、按键键盘和鼠标，触摸屏、按键键盘和鼠标分别连接信号采集控制装置的输入端。

优选的，所述显示装置为LCD显示屏、点阵显示屏或数码显示管。

优选的，所述信号采集控制装置为计算处理器。

优选的，所述PTC片为PTC双向制冷片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、通过对输出光功率的闭环监测，反馈控制激光驱动器，最终达到输出光功率的准确，并且不受到半导体激光器温度影响、老化影响；

2、通过对输出光谱的监测，反馈控制激光驱动器，最终达到输出光谱中心的准确，并且不受到半导体激光器温度影响、老化影响；

3、通过对功率和光谱的反馈控制，使信号发生器输出光谱和能量准确，最终能够实现对激光接收器灵敏度的检测，实现定量分析，而不是现有的简单的定性分析，使得在激光接收器的生产、装配过程中可以准确的定量分析产品的灵敏度，检测产品的质量。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图；

图中：1、输入装置；2、显示装置；3、信号采集控制装置；4、激光发生装置；5、光测量装置；6、激光驱动电路；7、温控驱动电路；8、半导体激光器；9、PTC片；10、温度传感器；11、分光装置；12、镜头组。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种激光信号发生器，包括输入装置1、显示装置2、信号采集控制装置3、激光发生装置4和光测量装置5，所述输入装置1连接信号采集控制装置3的输入端，所述显示装置2连接信号采集控制装置3的输出端，输入装置1对信号采集控制装置3进行预设值设置并控制，显示装置2显示信号采集控制装置3输出的检测信号和处理数据，所述激光发生装置4连接信号采集控制装置3的输出端，通过信号采集控制装置3控制激光发生装置4的正常运行，所述光测量装置5连接信号采集控制装置3的输入端，通过对激光发生装置4进行检测并得到检测信号输入信号采集控制装置3内。

所述激光发生装置4包括激光驱动电路6、温控驱动电路7、半导体激光器8、PTC片9、温度传感器10(温度传感器10是与半导体激光器8一起封装的内部温度传感器10)、分光装置11和镜头组12，所述激光驱动电路6和温控驱动电路7分别连接信号采集控制装置3的输出端，所述半导体激光器8连接激光驱动电路6的输出端，所述PTC片9连接温控驱动电路7的输出端，所述温度传感器10连接温控驱动电路7的输入端，所述分光装置11安装在对应与半导体激光器8处，并与半导体激光器8配合，所述镜头组12对应于分光装置11配合设置，通过调整焦距可实现调整输出光斑的尺寸。

所述激光驱动电路6为窄脉冲激光驱动集成电路，主要为ns级别的窄脉冲激光驱动电路6，该激光驱动电路6具有数据接口，可通过数据接口进行激光光功率、脉冲频率等配置。

所述温控驱动电路7为冷热双向PTC温控芯片，温控驱动电路7是PTC双向制冷片专用的驱动电路，可以配合温度传感器10完成对PTC片9的制冷制热双向精准控温。温控驱动电路7具有数据接口，通过数据接口可以调整PTC片9的稳定温度。

所述分光装置11为分光棱镜，实现激光能量的准确分光，便于光测量装置5进行测量，分光装置11可以是单独的棱镜，也可以是棱镜组。

所述光测量装置5为带光功率测量的光谱仪，可以测量激光光谱和能量，光谱仪对应于分光装置处设置，所述光测量装置(5)还可为相互配合的光功率计和光谱仪。

所述输入装置1包括触摸屏、按键键盘(按键键盘包括功能键、上下左右方向键、确认键和激光开关键)和鼠标，触摸屏、按键键盘和鼠标分别连接信号采集控制装置3的输入端。

所述显示装置2为LCD显示屏(7寸LCD)、点阵显示屏或数码显示管，用于显示当前的运行状态包括光谱曲线、输出光功率，设置参数等。

所述信号采集控制装置3为计算处理器，主要由arm嵌入式工控板卡组成，并且具有对外的同步信号输出接口。主要控制激光驱动电路6、温控驱动电路7、光测量装置5，通过对各个电路和装置的协调配合，来完成整体的功能。

所述PTC片9为PTC双向制冷片。

通过本技术方案，1、通过键盘设置需要输出的光功率和波长；

2、信号采集装置根据初始预设的温度采集温度传感器10的温度、驱动PTC双向制冷片，使半导体激光器8的温度达到预设值；

3、信号控制装置控制半导体激光器8输出指定光功率和波长的激光；

4、分光装置11将激光器发射出来的一部分分光至镜头组12输出，一部分至光测量装置5的光谱仪进行测量；

5、光测量装置5的光谱仪测量分光部分的激光功率和光谱曲线。并且将测量结果传送至信号采集和控制装置；

6、信号采集和控制装置对光谱曲线进行分析，计算出实际光谱中心与理论中心的偏移量。计算出最终输出的光功率与理论光功率的偏移。通过两个偏移量再对激光驱动电路6和温控驱动电路7进行偏移调整；

7、重复上述过程，动态监测和调整最终输出的光功率和波长。达到输出光功率和光波长的稳定。

1、通过对输出光功率的闭环监测，反馈控制激光驱动器，最终达到输出光功率的准确，并且不受到半导体激光器8温度影响、老化影响；

2、通过对输出光谱的监测，反馈控制激光驱动器，最终达到输出光谱中心的准确，并且不受到半导体激光器8温度影响、老化影响；

3、通过对功率和光谱的反馈控制，使信号发生器输出光谱和能量准确，最终能够实现对激光接收器灵敏度的检测，实现定量分析，而不是现有的简单的定性分析，使得在激光接收器的生产、装配过程中可以准确的定量分析产品的灵敏度，检测产品的质量。

1、本实用新型的激光信号发生器，通过将能量测量和光谱测量功能内置，装置本身即可进行

2、本实用新型的激光信号发生器，不再需要频繁的能量标定和光谱测量，输出特性稳定。

3、本实用新型的激光信号发生器，输出功率稳定，输出光谱稳定，可以对激光接收器的灵敏度测量实现定量分析

4、本实用新型的激光信号发生器属于小型仪器，能够方便的移动和测量，便于生产和检测环节使用。

5、本实用新型的激光信号发生器的实用新型，在激光接收器的生产、装配过程中可以准确的定量分析产品的灵敏度，检测产品的质量，具有重要意义

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种激光信号发生器，其特征在于：包括输入装置(1)、显示装置(2)、信号采集控制装置(3)、激光发生装置(4)和光测量装置(5)，所述输入装置(1)连接信号采集控制装置(3)的输入端，所述显示装置(2)连接信号采集控制装置(3)的输出端，输入装置(1)对信号采集控制装置(3)进行预设值设置并控制，显示装置(2)显示信号采集控制装置(3)输出的检测信号和处理数据，所述激光发生装置(4)连接信号采集控制装置(3)的输出端，通过信号采集控制装置(3)控制激光发生装置(4)的正常运行，所述光测量装置(5)连接信号采集控制装置(3)的输入端，通过对激光发生装置(4)进行检测并得到检测信号输入信号采集控制装置(3)内。

2.根据权利要求1所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述激光发生装置(4)包括激光驱动电路(6)、温控驱动电路(7)、半导体激光器(8)、PTC片(9)、温度传感器(10)、分光装置(11)和镜头组(12)，所述激光驱动电路(6)和温控驱动电路(7)分别连接信号采集控制装置(3)的输出端，所述半导体激光器(8)连接激光驱动电路(6)的输出端，所述PTC片(9)连接温控驱动电路(7)的输出端，所述温度传感器(10)连接温控驱动电路(7)的输入端，所述分光装置(11)安装在对应与半导体激光器(8)处，并与半导体激光器(8)配合，所述镜头组(12)对应于分光装置(11)配合设置。

3.根据权利要求2所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述激光驱动电路(6)为窄脉冲激光驱动集成电路。

4.根据权利要求2所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述温控驱动电路(7)为冷热双向PTC温控芯片。

5.根据权利要求2所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述分光装置(11)为分光棱镜。

6.根据权利要求2所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述光测量装置(5)为带光功率测量的光谱仪，光谱仪对应于分光装置处设置，所述光测量装置(5)还可为相互配合的光功率计和光谱仪。

7.根据权利要求1所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述输入装置(1)包括触摸屏、按键键盘和鼠标，触摸屏、按键键盘和鼠标分别连接信号采集控制装置(3)的输入端。

8.根据权利要求1所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述显示装置(2)为LCD显示屏、点阵显示屏或数码显示管。

9.根据权利要求1所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述信号采集控制装置(3)为计算处理器。

10.根据权利要求2所述的一种激光信号发生器，其特征在于：所述PTC片(9)为PTC双向制冷片。