[發明專利]一種極短光脈沖光效測試系統及方法

有效

• 申請號: 202110612890.1
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113252317B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 田錚
• 申請（專利權）人: 柯泰光芯（常州）測試技術有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J1/42;G01R31/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明提供了一種極短光脈沖光效測試系統及方法，測試系統包括工業相機、高速激光器驅動板、透射膜和計算機。測試方法包括以下步驟：S1、采用均勻化光源對選用的工業相機及其光學系統進行均勻性校正和光功率標定；S2、搭建好測試系統，3通道電源、信號發生器、示波器、高速激光器分別與高速激光器驅動板連接，將高速激光器的激光打在透射膜上，并通過標定后的工業相機拍攝，之后標定后的工業相機測量高速激光器的平均光功率，并通過計算得到高速激光器在極窄脈沖下的光效。本發明提供的極短光脈沖光效測試系統及測量方法，可實現低于10us極窄脈沖下，高速激光器的電流電壓及光功率的高速采集。

技術領域

本發明涉及短脈沖光效技術領域，尤其涉及一種極短光脈沖光效測試系統及方法。

背景技術

目前，現有的光效測試，大多數都是需要進行脈沖測試的激光器，通過長脈沖，如1ms以上的脈寬進行光效測試，來等效短脈沖。傳統的測試方法，無法實現低于10us極窄脈沖下，激光器的電流電壓及光功率的高速采集。但是實際激光器工作在短脈沖情況下的工作狀態和長脈沖情況下完全不一樣，因此，直接測試激光器在短脈沖下的光效（即光電轉換效率）的需求十分重要。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種極短光脈沖光效測試系統及方法。

為實現上述技術效果，本發明的技術方案為：一種極短光脈沖光效測試系統，包括工業相機、高速激光器驅動板、透射膜和計算機。

所述高速激光器驅動板上連接有3通道電源、示波器、信號發生器和高速激光器，所述3通道電源用來提供高速激光器驅動板的驅動電壓、高速激光器的驅動電壓和高速激光器電流調節電壓，所述信號發生器給高速激光器驅動板提供低于10us的極窄脈沖波形輸入，所述示波器用來測量高速激光器的驅動電壓和電流。

所述工業相機對應設在所述高速激光器驅動板的上方，其用來采集高速激光器的平均光功率，所述工業相機與高度調節機構連接，以調節工業相機與透射膜之間的距離。

所述透射膜用于接收高速激光器的激光，其對應設在所述工業相機與高速激光器驅動板之間。

所述3通道電源、示波器、信號發生器、工業相機均與計算機連接。

優選的，所述高度調節機構包括掛載支架、高度位移臺和支撐架，所述高度位移臺固定在所述支撐架上，所述掛載支架一端與所述高度位移臺滑動連接，另一端與所述工業相機固定連接。

優選的，所述工業相機與透射膜之間的距離滿足以下要求：工業相機的視場范圍覆蓋整個透射膜。

優選的，所述高速激光器驅動板與工業相機外設有屏蔽罩。

此外，本申請還提供了極短光脈沖光效測試方法，包括以下步驟：

S1、采用均勻化光源對選用的工業相機及其光學系統進行均勻性校正和光功率標定，得到工業相機每個像元的線性光電響應率關聯系數k；

S2、搭建好測試系統，將高速激光器的激光打在標定后的工業相機感應面上，并用標定后的工業相機測量高速激光器的平均光功率，之后通過計算得到高速激光器在極窄脈沖下的光效（即光電轉換效率）PCE。

優選的，所述步驟S1中，得到工業相機每個像元的線性光電響應率關聯系數k的過程為：

首先，通過均勻化光源產生出射光，將工業相機放在均勻化光源的出光口，通過調節出射光強度和曝光時間t，獲得灰度值在100-200之間的灰度圖，然后通過歸一化算法，使所有像素的響應率均一化；

然后，通過調節已知出射照度的均勻化光源的不同梯度，對工業相機灰度和每個像元上的照度之間的關系進行定標，得到工業相機每個像元的線性光電響應率關聯系數k=（Φ· S）÷（G· t），其中Φ為每個像元上的照度，G為工業相機灰度值，S為工業相機光敏元尺寸，t為曝光時間。