嵌入式半导体拉曼激光器测试装置及测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体激光器领域，具体涉及一种用于半导体拉曼激光器光谱稳定性 测试的测试装置。
【背景技术】
[0002] 拉曼光谱反映了分子内部的振动与转动能级的情况，它表征了分子的结构，相当 于分子的指纹，主要用于测定物质的分子结构。拉曼光谱测试可实现样品的完全无损检测， 这是当前各种光学仪器测量或者物质鉴定所不具有的特性，因此得到广泛关注。
[0003] 拉曼光谱是光与样品相互作用时，样品散射出的一种频率与照射光频率不同的微 弱光谱，光源是拉曼光谱分析仪中的必要部件，因半导体激光器具有体积小，容易集成等优 点，很适合作为便携式拉曼光谱分析仪的光源。在使用拉曼光谱分析仪对样品进行测试时， 根据待测样品的不同，激光器工作的时间也不尽相同，为保证测试结果的准确性和可靠性， 必须保证激光器输出的光谱强度稳定，保证激光器输出的光谱波长稳定。因此，激光器在应 用到光谱分析仪器上之前，需要对其稳定性进行严格的测试。
[0004] 通常情况下，半导体激光器光谱稳定性的测量需要用到直流稳压电源、 TEC(therm〇-electric coole,半导体制冷器）控制器、半导体激光驱动器、光谱分析仪等， 这些仪器不仅价格昂贵，而且操作步骤复杂，工作人员需要联合使用以上仪器才能测量在 某一温度下某一时刻激光器输出光谱的强度信息。而对于激光器光谱稳定性的测量，需要 测量半导体激光器输出的光谱强度随时间、温度等的变化，测试周期长，在使用以上仪器进 行测试时，需要多名工作人员相互配合，手动记录多种测试数据，工作量巨大，效率低下，十 分不便。
【发明内容】
[0005] 本发明是为解决上述问题而进行的，通过提供一种自动化程度高的嵌入式半导体 拉曼激光器测试装置及测试方法，进一步提高半导体拉曼激光器光谱稳定性的测试效率。
[0006] 本发明采用了如下技术方案：
[0007] 本发明提供的用于半导体拉曼激光器光谱稳定性的测试的一种嵌入式半导体拉 曼激光器测试装置，其特征在于，包括：
[0008] 温度控制单元，用于控制拉曼激光器内的温度；电流控制单元，用于控制拉曼激光 器内的电流；检测单元，包括分光组件、第一光强检测电路、第二光强检测电路以及滤光组 件，分光组件用于将拉曼激光器发出的激光分为第一光束和第二光束，第一光束和第一光 强检测电路用于检测光谱强度稳定性，第二光束和滤光组件以及第二光强检测电路用于检 测光谱波长稳定性；以及，微控制单元，用于控制温度控制单元、电流控制单元和检测单元 工作，并对检测单元测量到的数据进行处理。
[0009] 本发明提供的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置，还可以具有这样的特征：其中， 温度控制单元包括温度调节组件、温度感应组件以及温度调节组件驱动器件，温度调节组 件和温度感应组件位于半导体拉曼激光器内，
[0010] 温度调节组件驱动器件在微控制单元的控制下驱动温度调节组件改变拉曼激光 器内的温度，温度感应组件用于实时感应拉曼激光器内的温度。
[0011] 本发明提供的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置，还可以具有这样的特征，还包 括：人机交互界面，和微控制单元连接，用于选择测试模式以及输入或改变测试条件。
[0012] 本发明提供的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置，还可以具有这样的特征，还包 括：实时时钟组件，和微控制单元连接，用于记录拉曼激光器每次工作的起止时间。
[0013] 本发明提供的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置，还可以具有这样的特征，还包 括：显示组件，和微控制单元连接，用于显示测试条件及测试数据。
[0014] 本发明提供的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置，还可以具有这样的特征，还包 括：通讯组件，和微控制单元连接，用于向计算机或智能手机传输测试数据。
[0015] 本发明提供的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置，还可以具有这样的特征，还包 括：存储组件，和微控制单元连接，用于存储测试数据。
[0016] 本发明提供的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置，还可以具有这样的特征：光强 检测电路包含顺序连接的光电转换组件、电流/电压转换电路、信号放大电路、低通滤波电 路以及模数转换电路，其中，光电转换组件用于将光强信号转换为电流信号，电流/电压转 换电路用于将电流信号转换为电压信号，信号放大电路用于将电压信号放大至合适的幅 值，低通滤波电路用于抑制电压信号上叠加的噪声信号，提高信噪比，模数转换电路用于将 模拟电压信号转换为数字电压信号。
[0017] 进一步的，本发明提供了一种半导体拉曼激光器光谱稳定性的测试方法，其特征 在于，包括以下步骤：
[0018] 步骤1，在人机交互界面选择测量模式，输入测试条件；
[0019] 步骤2,微控制单元控制温度控制单元以及电流控制单元工作，将半导体拉曼激光 器内的温度和电流调至预定值；
[0020] 步骤3,半导体拉曼激光器发出的激光经分光组件后分成两束，第一光束经第一光 强检测电路转换后，将光强信息传递给微控制单元，得到光谱强度稳定性测试数据，第二光 束经滤光组件进行过滤以及第二光强检测电路转换后，将光强信息传递给微控制单元，得 到光谱波长稳定性测试数据。
[0021] 发明作用与效果
[0022] 本发明提供了一种用于半导体拉曼激光器光谱稳定性测试的嵌入式半导体拉曼 激光器测试装置和测试方法，由于半导体拉曼激光器测试装置集微控制单元以及受微控制 单元控制的温度控制单元、电流控制单元和检测单元于一体，微控制单元依据选择的测量 模式和测试条件控制整个系统，温度控制单元和电流控制单元用于控制半导体拉曼激光器 所需的温度和电流，检测单元中的分光组件、光强检测电流以及滤光组件用于检测光谱强 度稳定性和光谱波长稳定性，使得本发明提供的半导体拉曼激光器测试装置，系统自动化 程度高，只需用户选择测量模式，输入测量参数，系统便能自动对所需信息进行测量，操作 简便，效率高，可大大降低测试成本，节省人力、物力、财力。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置的结构示意图；
[0024] 图2是本发明的温度调节组件驱动电路原理图；
[0025] 图3是本发明的电流控制单元驱动电路原理图；
[0026] 图4是本发明的光强检测电路结构示意图；
[0027] 图5是本发明的电流/电压转换电路的原理图；以及
[0028] 图6是本发明的信号放大电路原理图。
【具体实施方式】
[0029] 以下结合附图来说明本发明的【具体实施方式】。
[0030] 图1是本实施例中的嵌入式半导体拉曼激光器测试装置的结构示意图。
[0031] 如图1所示，嵌入式半导体拉曼激光器测试装置100包括人机交互界面1、微控制 单元2、温度控制单元3、电流控制单元4、半导体拉曼激光器5、检测单元6,实时时钟组件 7、显示组件8、通讯组件9以及存储组件10。
[0032] 人机交互界面1用于用户选择测量模式，以及输入或改变测试条件；微控制单元2 通过人机交互界面1或者上位机接受用户输入的参数及命令，根据收到的参数通过温度控 制单元3控制半导体拉曼激光器5的工作温度，通过电流控制单元4控制半导体拉曼激光 器5驱动电流大小，以驱动半导体拉曼激光器5工作，通过检测单元6获得光谱强度稳定性 以及光谱波长稳定性的光强信息，根据选择的工