[發明專利]基于雙頻激光無偏分光的光電接收器溫度系數測試方法

有效

• 申請號: 201310190830.0
• 申請日: 2013-05-11
• 公開（公告）號: CN103292913A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 胡鵬程;譚久彬;楊千惠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于激光應用技術，主要涉及一種基于雙頻激光無偏分光的光電接收器溫度系數測試方法。

背景技術

激光干涉技術以其高靈敏度、高精度及非接觸等特點在精密和超精密加工、微電子裝備、納米技術等尖端工業裝備和國防裝備領域占據著越來越重要的應用地位，并得到廣泛應用。

在激光外差干涉系統中，光電接收器起到實現信號接收、信號轉換的重要作用，其性能特別是溫度漂移特性將直接影響整個測量系統的測量穩定性及測量精度。為了研究光電接收器的溫度漂移特性，華南理工大學對光電接收器中的核心器件光電探測器的溫度特性進行了分析(馮金垣，陳紅娟等.單光子探測器雪崩二極管的低溫控制系統及其溫度特性.光學技術.2006.32卷第2期)。文章中對雪崩光電二極管的溫度特性進行了分析，得到了雪崩二極管的各項參數與溫度的關系，對進一步研究光電接收器的輸出信號的溫度特性打下了基礎。然而，該文獻在分析中只考慮了光電探測器，并沒有考慮電信號處理電路隨溫度變化所引入的溫度漂移誤差。

目前，對光電接收器的溫度特性的研究都只針對光電接收器中的光電探測器件的溫度特性進行分析，并沒有對光電接收器的電信號處理電路進行溫度特性的分析和實驗測試。而實際使用時，電信號處理電路受溫度影響使得輸出信號隨溫度變化產生一定相位漂移，會影響外差干涉系統的測試精度。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于雙頻激光無偏分光的光電接收器溫度系數測試方法，通過將標準光電接收器和待測光電接收器放入恒溫箱中，在保證標準光電接收器的環境溫度恒定的條件下，再對待測光電接收器的環境溫度進行調節，以測試兩輸出信號的相位差隨溫度變化的情況，畫出溫漂特性曲線，得出待測光電接收器的溫度漂移系數。

本發明通過以下技術方案實現：

一種基于雙頻激光無偏分光的光電接收器溫度系數測試方法，該方法步驟如下：

(1)將標準光電接收器放入溫度可調的恒溫箱A中，待測光電接收器放入溫度可調的恒溫箱B中，恒溫箱A、B的溫度穩定性能夠達到±0.1℃，對標準光電接收器和待測光電接收器的相位穩定性無影響；

(2)雙頻激光器發出一束包括頻率分別為v₁和v₂的雙頻激光，偏振方向分別為水平方向和豎直方向的相互正交的線偏振光，該雙頻激光光束經過無偏分光棱鏡后分為參考光束a和測量光束b，參考光束a和測量光束b中均同時包含頻率為v₁和頻率為v₂的正交線偏振光；

(3)參考光束a傳播至檢偏器a，檢偏器a的偏振方向與水平方向成45°夾角，參考光束a經檢偏器a后，輸出偏振方向相同的頻率分別為v₁和v₂的線偏振光；頻率分別為v₁和v₂的偏振方向相同的線偏振光產生一束拍頻干涉光，到達標準光電接收器時相位為標準光電接收器接收拍頻干涉光，輸出頻率為v₀＝|v₁-v₂|、相位為的參考信號；

(4)測量光束b經平面反射鏡傳播至檢偏器b，檢偏器b的偏振方向與檢偏器a的偏振方向一致，測量光束b經檢偏器b后，輸出偏振方向相同的頻率分別為v₁和v₂的線偏振光；頻率分別為v₁和v₂的偏振方向相同的線偏振光產生一束拍頻干涉光，到達待測光電接收器時相位為待測光電接收器接收拍頻干涉光，輸出頻率為v₀＝|v₁-v₂|、相位為的測量信號；

(5)調節待測光電接收器所處恒溫箱B的溫度，在0～t的時間段內，溫度在15℃～25℃區間內線性變化；同時維持標準光電接收器所處的恒溫箱A的溫度保持在20℃；其中，標準光電接收器輸出的相位為待測光電接收器輸出信號的相位為

(6)將標準光電接收器輸出的參考信號和待測光電接收器輸出的測量信號送入相位計，采集此時兩光電接收器的輸出信號的相位差

(7)相位計將計算出的相位差結果送入數據采集模塊，在時間段0～t內對標準光電接收器和待測光電接收器的相位差進行采集，并存儲此時所采集的數據，對所采集的數據進行畫圖分析，得到待測光電接收器的溫度漂移曲線，計算出待測光電接收器的溫度漂移系數R；