[發(fā)明專利]一種功率可變的模擬激光源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410077513.2
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103825192B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 李冬梅;趙向凱;張觀欣;楊志卿;高瑀含;姜波
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;H01S5/068;H01S5/0683
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發(fā)明涉及一種功率可變的模擬激光源，用于激光測距機，激光導引頭等激光接收設備功能測試、異常情況檢測、靈敏度測量等。

背景技術

激光測距機、激光導引頭等激光接收設備研發(fā)過程中，其功能測試，異常情況檢測，靈敏度測量等對于研發(fā)至關重要。在激光測距機、激光導引頭等激光接收設備測試中，需要一個模擬激光源發(fā)出微弱激光照射到激光接收設備上，測試激光接收設備是否能接收到信號，接收到信號的微弱程度等。這要求模擬激光源發(fā)出激光的功率連續(xù)可調并且可以動態(tài)調整?，F(xiàn)有楔形分束鏡法和固定衰減器衰減法可以獲得可變功率的激光。

楔形分束鏡法溯源于激光能量量值，采用楔形分束鏡的兩個表面多次反(透)射所產(chǎn)生的不同級次的反(透)射光，根據(jù)菲涅爾定律和楔形分束鏡材料折射率計算獲得各個級次反(透)射光的分束比。這種方法對于激光偏振度、楔形分束鏡材料制作工藝等要求很高，實際測量結果偏差較大，重要的只能獲得幾個級次的激光能量信號，不能滿足以上激光接收設備要求的功率連續(xù)動態(tài)可調的測試需要。

固定衰減器衰減法是溯源于激光能量量值，已知能量的脈沖激光穿過已知固定衰減倍數(shù)的標準衰減器，獲得固定的激光微能量量值，這種方法只能獲得幾種固定衰減倍數(shù)的光功率值，不能獲得連續(xù)動態(tài)可調的激光輸出。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明為了解決固定衰減器衰減不能獲得動態(tài)衰減范圍，從而不能獲得動態(tài)光功率輸出的不足，提供了一種能夠連續(xù)調節(jié)光輸出功率的功率可變的模擬激光源。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種功率可變的模擬激光源，該模擬激光源包括通過光纖5連接的激光發(fā)射部分1、激光功率控制部分2、數(shù)字控制電路部分3和系統(tǒng)供電4，其中：

激光發(fā)射部分1用于在數(shù)字控制電路部分3的控制下發(fā)射出功率穩(wěn)定的脈沖激光，并作為整個模擬激光源的激光發(fā)射源；

激光功率控制部分2用于接收數(shù)字控制電路部分3的數(shù)字控制指令，并將其轉換成電壓，以驅動激光功率控制部分2中的可調光衰減器來改變光衰減量，從而控制光輸出功率；

數(shù)字控制電路部分3用于為激光發(fā)射部分1提供脈沖或連續(xù)的LD驅動信號，控制LD的發(fā)射激光與否以及發(fā)射激光脈沖頻率，其輸出的數(shù)字控制信號通過激光功率控制部分2被轉換成可調光衰減器2-1的光衰減量；

系統(tǒng)供電部分4用于為整個模擬激光源提供能量。

上述方案中，所述激光發(fā)射部分1包括發(fā)光二極管(LD)1-3、LD溫度控制電路1-5、LD驅動電路1-6和LD功率控制電路1-7，其中：

發(fā)光二極管1-3用于發(fā)射連續(xù)激光或脈沖激光；

LD溫度控制電路1-5用于控制發(fā)光二極管1-3內部溫度；

LD驅動電路1-6為發(fā)光二極管1-3發(fā)射連續(xù)激光或脈沖激光提供驅動；

LD功率控制電路1-7通過發(fā)光二極管1-3內部的光敏二極管1-2采集發(fā)射光功率，反饋到功率控制電路1-7自動控制發(fā)光二極管1-3的輸出功率穩(wěn)定在一個特定的已知值。

上述方案中，所述發(fā)光二極管1-3包括半導體致冷器(TEC)1-1、光敏二極管1-2和熱敏電阻1-4，其中：

半導體致冷器1-1用于對發(fā)光二極管1-3進行加熱和冷卻；

光敏二極管1-2用于采集發(fā)射光功率并反饋到功率控制電路1-7；

熱敏電阻1-4用于反饋發(fā)光二極管1-3內部溫度。

上述方案中，所述發(fā)光二極管1-3選擇波長為1.064μm脈沖光纖激光器，或者使用波長為0.532μm、0.905μm或10.6μm的脈沖或者連續(xù)激光器。

上述方案中，所述激光功率控制部分2包括可調光衰減器(VOA)2-1、模擬放大電路2-2、數(shù)字模擬轉換器(DAC)2-3以及連接光纖，其中：

可調光衰減器2-1是電壓控制器件，通過控制其兩端電壓可以控制其輸入和輸出光纖間激光的光衰減量；

模擬放大電路2-2用于將數(shù)字模擬轉換器(DAC)2-3輸出電壓信號進行電壓和電流放大，增加控制范圍和驅動能力；

數(shù)字模擬轉換器2-3用于將數(shù)字控制電路部分3的數(shù)字指令轉換成電壓信號輸入到模擬放大電路2-2中。

上述方案中，所述數(shù)字控制電路部分3輸出的數(shù)字控制信號通過激光功率控制部分2轉換成可調光衰減器2-1的光衰減量，是整個模擬激光源的控制核心。