CN209148781U - 激光泵浦源测量治具及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光泵浦源测量治具及系统，激光泵浦源测量治具包括恒流源电路、电流采集装置、功率采集装置和控制装置，恒流源电路连接激光泵浦源，电流采集装置连接恒流源电路，电流采集装置连接控制装置，功率采集装置连接激光泵浦源，功率采集装置连接控制装置，控制装置与外部数据处理装置通信连接。上述激光泵浦源测量治具及系统，直接通过电流采集装置和功率采集装置得到激光泵浦源的工作电流和在不同工作电流下对应的功率，然后经过控制装置自动上传至数据处理装置进行分析处理，整个过程自动进行，不需要人为参与，与传统的激光泵浦检测方法相比具有操作可靠性高的优点。

Description

激光泵浦源测量治具及系统

技术领域

本申请涉及光学测量技术领域，特别是涉及一种激光泵浦源测量治具及系统。

背景技术

光纤激光器(Fiber Laser)是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，在激光泵浦源的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出；在光纤通讯、国防安全和医疗等领域具有广泛的应用。

在光纤激光器中，为了保证光纤激光器的正常工作，要求激光泵浦源输出的激光必须具有很好的稳定性。在对激光泵浦源的输出进行测量时，传统的方法是通过人为进行测量和记录，消耗大量的人力和物力，并且人为读数得到的测量结果误差较大。因此，传统的激光泵浦检测方法存在操作可靠性低的缺点。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的激光泵浦测量方法操作可靠性低的问题，提供一种激光泵浦源测量治具及系统。

一种激光泵浦源测量治具，所述治具包括：为激光泵浦源提供电流的恒流源电路；采集所述激光泵浦源工作电流数据并将所述工作电流数据发送至控制装置的电流采集装置；采集所述激光泵浦源的功率信号并将所述功率信号发送至控制装置的功率采集装置；接收所述工作电流数据和所述功率信号，根据所述功率信号得到功率数据，并将所述工作电流数据和所述功率数据发送至外部数据处理装置的控制装置；所述恒流源电路连接所述激光泵浦源，所述电流采集装置连接所述恒流源电路，所述电流采集装置连接所述控制装置，所述功率采集装置连接所述激光泵浦源，所述功率采集装置连接所述控制装置，所述控制装置与外部数据处理装置通信连接。

在一个实施例中，所述控制装置为单片机。

在一个实施例中，所述治具还包括数模转换器，所述数模转换器连接所述控制装置，所述数模转换器连接所述恒流源电路。

在一个实施例中，所述电流采集装置为第一模数转换器。

在一个实施例中，所述功率采集装置包括功率计和第二模数转换器，所述功率计连接所述激光泵浦源，所述功率计连接所述第二模数转换器，所述第二模数转换器连接所述控制装置。

在一个实施例中，所述治具还包括显示装置，所述显示装置连接所述控制装置。

在一个实施例中，所述显示装置为液晶显示器。

在一个实施例中，所述治具还包括串口通信电路，所述控制装置通过所述串口通信与外部数据处理装置通信连接。

一种激光泵浦源测量系统，所述系统包括上述任一项所述的激光泵浦源测量治具、激光泵浦源以及接收所述工作电流数据和所述功率数据并进行分析处理的数据处理装置，所述数据处理装置与所述控制装置通信连接，所述激光泵浦源连接所述功率采集装置和所述恒流源电路。

在一个实施例中，所述数据处理装置为个人计算机。

上述激光泵浦源测量治具及系统，通过电流采集装置和功率采集装置采集得到激光泵浦源的工作电流数据和在不同的工作电流下对应的功率信号，控制装置根据接收工作电流数据和功率信号，得到对应的工作电流数据和功率数据并发送至外部数据处理装置进行分析处理。上述激光泵浦源测量治具及系统，直接通过电流采集装置和功率采集装置得到激光泵浦源的工作电流和在工作电流下对应的功率，然后经过控制装置自动上传至数据处理装置进行分析处理，整个过程自动进行，不需要人为参与，与传统的激光泵浦检测方法相比具有操作可靠性高的优点。

附图说明

图1为一实施例中激光泵浦源测量治具的结构框图；

图2为另一实施例中激光泵浦源测量治具的结构示意图；

图3为又一实施例中激光泵浦源测量治具的结构示意图；

图4为一实施例中数据处理装置处理流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

请参阅图1，一种激光泵浦源测量治具，包括：为激光泵浦源700提供电流的恒流源电路100；采集激光泵浦源700工作电流数据并将工作电流数据发送至控制装置400的电流采集装置200；采集激光泵浦源700的功率信号并将功率信号发送至控制装置400的功率采集装置300；接收工作电流数据和功率信号，根据功率信号得到功率数据，并将工作电流数据和功率数据发送至外部数据处理装置800的控制装置400；恒流源电路100连接激光泵浦源700，电流采集装置200连接恒流源电路100，电流采集装置200连接控制装置400，功率采集装置300连接激光泵浦源700，功率采集装置300连接控制装置400，控制装置400与外部数据处理装置800通信连接。

具体地，控制装置400预设有对激光泵浦源700进行检测时的电流数据，当对激光泵浦源700进行检测时，控制装置400根据预设的电流数据，控制恒流源电路100的输出电流处于不同数值，即控制激光泵浦源700处于不同的电流下进行工作；然后通过电流采集装置200采集此时激光泵浦源700的工作电流(将恒流源电路100的输出电流作为激光泵浦源700的工作电流，因此电流采集装置连接恒流源电路100进行激光泵浦源700的工作电流数据采集)，得到工作电流数据；通过功率采集装置300采集激光泵浦源700对应的输出功率信号；控制装置400接收工作电流数据和功率信号，经分析计算得到功率信号对应的功率数据，将功率数据和工作电流数据发送至数据处理装置800，同时控制装置400控制恒流源电路100输出下一电流测量点对应的电流值，重复上述工作电流数据和功率信号的采集步骤，直到完成所有预设电流数据对应的工作电流数据和功率信号的采集。

在一个实施例中，数据处理装置800接收相应的工作电流数据和功率数据之后，以工作电流数据为横坐标，功率数据为纵坐标绘制相应的曲线图，将得到的曲线图与正常工作情况下对应的电流-功率曲线图进行对比分析，判断在误差允许的范围内是否具有一致性，即判断激光泵浦源700是否正常工作。可以理解，在其它实施例中，还可以是以其它方式判断所采集的工作电流数据和功率数据与正常工作情况下的电流、功率是否具有一致性，例如直接将相同工作电流数据对应的功率数据进行比较分析，通过多组数据的分析得到激光泵浦源700是否正常工作。

应当指出的是，在一个实施例中，控制装置400在接收电流采集装置200发送的工作电流数据之后，还将工作电流数据与预设的电流数据进行分析对比。在恒流源电路100正常工作的情况下，工作电流数据与预设的电流数据应该是一一对应的，当对比分析之后出现工作电流数据与预设的电流数据出现较大偏差时，说明恒流源电路100工作异常，此时，控制装置400还能够输出相应的控制信号控制恒流源电路100停止工作，以保证激光泵浦源测量治具的工作可靠性。

在一个实施例中，控制装置400为单片机(Microcontrollers)。具体地，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。采用现有的单片机技术能够实现对接收的功率信号到相应功率数据的转换，以及对恒流源电路100的输出电流的控制等功能。采用单片机作为控制装置400，具有低功耗、处理能力强和速度快等优点。可以理解，在一个实施例中，恒流源电路100的输入端连接单片机的输出控制端，电流采集装置200的输出端连接单片机的电流信号输入端，功率采集装置300的输出端连接单片机的功率信号输入端，单片机的信号输出端连接外部数据处理装置。

在一个实施例中，请参阅图2，激光泵浦源测量治具还包括数模转换器500，数模转换器500连接控制装置400，数模转换器500连接恒流源电路100。

具体地，数模转换器500(Digital Analog Converter，DAC)又称D/A转换器，是把数字量转变成模拟量的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。控制装置400根据预设的电流数据输出相应的控制信号对恒流源电路100的输出电流进行调节时，所输出的是数字信号，而恒流源电路100不能识别数字信号，因此采用数模转换器500将数字信号转换为适合恒流源电路100的模拟信号，进而实现对恒流源电路100的输出电流的控制，完成不同工作电流下激光泵浦源700的检测。

在一个实施例中，请参阅图2，电流采集装置200为第一模数转换器200。具体地，模数转换器(Analog Digital Converter，ADC)又称A/D转换器，是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号，由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小，故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小，而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。模拟信号在时域上是连续的，因此可以将它转换为时间上连续的一系列数字信号；这样就要求定义一个参数来表示新的数字信号采样自模拟信号速率；这个速率称为转换器的采样率或采样频率。因此，采用模数转换器能都实现将恒流源电路100输出的模拟电流信号转化为便于控制装置400分析处理的数字信号，实现电流采集功能。

在一个实施例中，请参阅图2，功率采集装置300包括功率计310和第二模数转换器320，功率计310连接激光泵浦源700，功率计310连接第二模数转换器320，第二模数转换器320连接控制装置400。

具体地，功率计310是一种测量光功率的仪器，由功率计探头和功率计表头两部分组成。当激光照射功率计探头时，功率计探头将激光信号转化为可以直接检测的电信号；功率计表头检测到电信号之后进行处理得到相应的功率值，然后在功率计表头的上直接显示对应的功率值；功率计探头和功率计表头之间用电缆连接。为了适应不同频率、不同功率电平和不同传输线结构的需要，一台功率计310可以配若干个不同功能的功率计探头。通过功率计310采集得到激光泵浦源700的功率信号之后，由功率计310的线性模拟输出端口输出。此时输出的信号为模拟信号，同样地，通过模数转换器将输出的模拟信号转换为适合控制装置400分析处理的数字信号，完成激光泵浦源700的功率信号采集。应当指出的是，在一个实施例中，功率计310可以采用索雷博S322C光功率计探头与索雷博PM100D光功率计表头，以实现对功率信号的采集。

在一个实施例中，请参阅图3，激光泵浦源测量治具还包括显示装置，显示装置连接控制装置400。

具体地，控制装置400还连接有显示装置，控制装置400接收第一模数转换器200采集的工作电流数据和第二模数转换器320发送的功率信号之后，经分析处理得到工作电流数据和功率数据，并将工作电流数据和功率数据一一对应在显示装置上进行显示。应当指出的是，显示装置还具有存储功能，可以通过显示装置查找之前对激光泵浦源700进行检测时得到的工作电流数据和功率数据，具有操作便利性高的优点。

进一步地，在一个实施例中，显示装置为液晶显示器。具体地，液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)是一种平面超薄显示器，采用液晶显示器能够有效地将工作电流数据和功率数据进行显示，具有节省空间、省电和低辐射等优点。可以理解，在其它实施中，显示装置还可以是其它显示器，例如LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示器或OLED(Organic Light Emitting Display，有机电致发光二极管)显示器，只要能够将工作电流数据和功率数据有效显示，方便用户查看即可。

在一个实施例中，请参阅图3，激光泵浦源测量治具还包括串口通信电路，控制装置400通过串口通信与外部数据处理装置800通信连接。具体地，串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式，即单片机和数据处理装置800之间通过串口通信电路进行通讯，将工作电流数据和功率数据发送给外部数据处理装置800。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。可以理解，在其它实施例中，还可以采用其它的通信方式实现单片机与数据处理装置800之间的通信，只要能够将工作电流数据和功率数据发送到数据处理装置800即可。在一个实施例中，激光泵浦源测量治具的上述装置均集成于同一基板上，有相应的接口用于实现恒流源电路100与待检测激光泵浦源700连接、功率计310与待检测激光泵浦源700连接，在进行测试时，只需要将激光泵浦源测量治具对应的接口与待检测激光泵浦源700连接即可；同时，单片机的输出端通过串口通信电路与外部数据处理装置800通信连接，可以实时地将所采集的数据发送给外部数据处理装置800。

上述激光泵浦源测量治具，通过电流采集装置和功率采集装置采集得到激光泵浦源的工作电流数据和在不同的工作电流下对应的功率信号，控制装置根据接收工作电流数据和功率信号，得到对应的工作电流数据和功率数据并发送至外部数据处理装置进行分析处理。通过上述激光泵浦源测量治具，直接通过电流采集装置和功率采集装置得到激光泵浦源的工作电流和在工作电流下对应的功率，然后经过控制装置自动上传至数据处理装置进行分析处理，整个过程自动进行，不需要人为参与，与传统的激光泵浦检测方法相比具有操作可靠性高的优点。

一种激光泵浦源测量系统，包括上述任一项的激光泵浦源测量治具、激光泵浦源以及接收工作电流数据和功率数据并进行分析处理的数据处理装置，数据处理装置与控制装置通信连接，激光泵浦源连接功率采集装置，激光泵浦源连接恒流源电路。

具体地，控制装置预设有对激光泵浦源进行测量时的电流数据，当对激光泵浦源进行检测时，控制装置根据预设的电流数据，控制恒流源电路的输出电流处于不同数值，即控制激光泵浦源处于不同的电流下进行工作；然后通过电流采集装置采集此时激光泵浦源的工作电流，得到工作电流数据；通过功率采集装置采集激光泵浦源对应的输出功率信号；控制装置接收工作电流数据和功率信号，经分析计算得到功率信号对应的功率数据，将功率数据和工作电流数据发送至数据处理装置，同时控制装置控制恒流源电路输出下一电流测量点对应的电流值，重复上述工作电流数据和功率信号的采集步骤，直到完成所有预设电流数据对应的工作电流数据和功率信号的采集。

在一个实施例中，数据处理装置为个人计算机。具体地，请参阅图4，个人计算机接收工作电流数据和功率数据之后，对同时接收到的工作电流数据和功率数据进行区分和提取，然后以工作电流数据为横坐标，功率数据为纵坐标绘制相应的曲线图，将得到的曲线图与正常工作情况下对应的电流-功率曲线图进行对比分析，判断在误差允许的范围内是否具有一致性，即判断激光泵浦源是否正常工作。同时，还可以采用在TextEdit框内分别显示工作电流数据和功率数据，然后将所得到的数据与正常工作情况下相应的数据进行对比分析，判断激光泵浦源是否正常工作。进一步地，在一个实施例中，个人计算机还能够将接收的工作电流数据和功率数据进行区分和提取之后，以TextEdit所编辑的形式或所绘制的曲线图的形式进行存储，以便于在需要时及时进行查看。

上述激光泵浦源测量系统，通过电流采集装置和功率采集装置采集得到激光泵浦源的工作电流数据和在不同的工作电流下对应的功率信号，控制装置根据接收工作电流数据和功率信号，得到对应的工作电流数据和功率数据并发送至外部数据处理装置进行分析处理。上述激光泵浦源测量系统，直接通过电流采集装置和功率采集装置得到激光泵浦源的工作电流和在工作电流下对应的功率，然后经过控制装置自动上传至数据处理装置进行分析处理，整个过程自动进行，不需要人为参与，与传统的激光泵浦检测方法相比具有操作可靠性高的优点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述治具包括：

为激光泵浦源提供电流的恒流源电路；

采集所述激光泵浦源的工作电流数据并将所述工作电流数据发送至控制装置的电流采集装置；

采集所述激光泵浦源的功率信号并将所述功率信号发送至控制装置的功率采集装置；

接收所述工作电流数据和所述功率信号，根据所述功率信号得到功率数据，并将所述工作电流数据和所述功率数据发送至外部数据处理装置的控制装置；

所述恒流源电路连接所述激光泵浦源，所述电流采集装置连接所述恒流源电路，所述电流采集装置连接所述控制装置，所述功率采集装置连接所述激光泵浦源，所述功率采集装置连接所述控制装置，所述控制装置与外部数据处理装置通信连接。

2.根据权利要求1所述的激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述控制装置为单片机。

3.根据权利要求1所述的激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述治具还包括数模转换器，所述数模转换器连接所述控制装置，所述数模转换器连接所述恒流源电路。

4.根据权利要求1所述的激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述电流采集装置为第一模数转换器。

5.根据权利要求1所述的激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述功率采集装置包括功率计和第二模数转换器，所述功率计连接所述激光泵浦源，所述功率计连接所述第二模数转换器，所述第二模数转换器连接所述控制装置。

6.根据权利要求1所述的激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述治具还包括显示装置，所述显示装置连接所述控制装置。

7.根据权利要求6所述的激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述显示装置为液晶显示器。

8.根据权利要求1所述的激光泵浦源测量治具，其特征在于，所述治具还包括串口通信电路，所述控制装置通过所述串口通信与外部数据处理装置通信连接。

9.一种激光泵浦源测量系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1-8任一项所述的激光泵浦源测量治具、激光泵浦源以及接收所述工作电流数据和所述功率数据并进行分析处理的数据处理装置，所述数据处理装置与所述控制装置通信连接，所述激光泵浦源连接所述功率采集装置和所述恒流源电路。

10.根据权利要求9所述的激光泵浦源测量系统，其特征在于，所述数据处理装置为个人计算机。