嵌入式半导体拉曼激光器测试装置及测试方法_2

文档序号:8471377阅读:来源:国知局
作模式,对测量数据进行处理并控制显示 组件8显示测量结果及工作状态,当需要进行数据保存时,微控制单元2将所需数据存储到 存储组件10中,当需要将数据传送到上位机时,微控制单元2将所需数据通过通讯组件9 中所选通讯接口传送至上位机。
[0033] 温度控制单元3包含温度调节组件驱动器件31、温度调节组件32以及温度感应组 件33,温度调节组件32和温度感应组件33位于半导体拉曼激光器5中,温度调节组件32 在温度调节组件驱动器件31的驱动下用于改变半导体拉曼激光器5中的工作温度,温度感 应组件33用于实时感应半导体拉曼激光器5中的工作温度;电流控制单元4为激光器恒流 源,用于调节半导体拉曼激光器5中的电流稳定性,其内带有电流采样电阻41,微控制单元 2通过电流采样电阻上电压大小,可计算出当前驱动电流,当半导体拉曼激光器5中的温度 和电流达到设定值时,半导体拉曼激光器5被驱动,开始输出激光。
[0034] 检测单元6包含分光组件61、第一光强检测电路62、滤光组件63以及第二光强检 测电路64,分光组件61将半导体拉曼激光器5发出的激光分为第一光束和第二光束,第一 光束经第一光强检测电路62转换后,将光强信息传送给微控制单元2,用于检测光谱强度 稳定性;第二光束先经滤光组件63进行过滤,选择出预定波长的光谱,而后经第二光强检 测电路64进行转换,将预定波长光谱的光强信息传送给微控制单元2,用于检测光谱波长 稳定性。
[0035] 实时时钟组件7提供系统时间,半导体拉曼激光器5每次工作的起止时间都以该 时间为准,实时时钟组件7带有可充电纽扣电池,以保证实时时钟长时间准确运行。
[0036] 本实施例提供的嵌入式半导体拉曼激光器5的测试装置,可以测量在工作温度恒 定、驱动电流恒定的情况下,半导体拉曼激光器输出的光谱稳定性随时间的变化关系;可以 测量在工作温度恒定,驱动电流变化的情况下,激光器输出光谱的强度随驱动电流的变化 关系;可以测量在驱动电流恒定,工作温度变化的情况下,激光器输出光谱的强度随工作温 度的变化关系;以及,可以测量在不同的工作温度条件下,激光器从开启到输出光谱强度稳 定时的时间,为半导体拉曼激光器的选择提供参考。
[0037] 各测试模式下,半导体拉曼激光器光谱稳定性的测试方法如下:
[0038] 1.恒温恒流条件下,半导体拉曼激光器输出光谱随时间变化的稳定性测试方法, 包含以下步骤:
[0039] 步骤1,在人机交互界面1中选择本模式,输入工作温度T、驱动电流I、测量总时间 t以及测量时间间隔At;
[0040] 步骤2,微控制单元2收到以上参数,并在用户确认开始测试后,驱动温度调节组 件驱动器件31工作,设定工作温度为T,并通过半导体拉曼激光器5中的温度感应组件33 实时检测实际温度的变化,当半导体拉曼激光器5中的工作温度达到T时,微控制单元2使 能电流控制单元3驱动电路工作,设定驱动电流为I,待驱动电流为I时,半导体拉曼激光器 5开始输出激光,此时,开始进行测试计时;
[0041] 步骤3,每隔Λ t时间,微控制单元2分别对第一光强检测电路62以及第二光强检 测电路64输出信号进行多次采样平均,并控制显示组件8显示两路光强信号随时间的变化 曲线,同时显示测试结果以及系统的工作状态,包括:工作温度、驱动电流、测量时间、测量 时间间隔、剩余测试间等,以方便用户观察;
[0042] 步骤4,当测试时间达到t或者微控制单元2收到用户终止测试指令时,测试结束, 微控制单元2控制显示组件8显示两路光强信号的方差,根据光强信号随时间的变化曲线 以及方差大小判断半导体拉曼激光器5输出光谱的稳定性,同时,选择合适的文件格式保 存测量结果以便后续分析。
[0043] 2.工作温度恒定、驱动电流变化的情况下,半导体拉曼激光器输出光谱稳定性测 试方法,包含以下步骤:
[0044] 步骤1,在人机交互界面1中选择本模式,输入工作温度T、驱动电流下限I1、驱动 电流上限I 2以及驱动电流间隔Λ I ;
[0045] 步骤2,微控制单元2收到以上参数,并在用户确认开始测试后,驱动温度调节组 件驱动器件31工作,设定工作温度为T,并通过半导体拉曼激光器5中的温度感应组件33 实时检测实际温度的变化,当半导体拉曼激光器5中的工作温度达到T时,微控制单元2使 能电流控制单元3驱动电路工作,设定驱动电流为I 1,待驱动电流达到I1时,开始进行测试 计时;
[0046] 步骤3,微控制单元2分别对第一光强检测电路62以及第二光强检测电路64输出 信号进行多次采样平均,并控制显示组件8显示两路光强信号随时间的变化曲线,同时显 示测试结果以及系统的工作状态,包括:工作温度、驱动电流下限、驱动电流上限、驱动电流 间隔以及当前驱动电流等;
[0047] 步骤4,微控制单元2设定驱动电流为Ii+Λ?,当检测到实际驱动电流达到L+Λ I 时进行下次测量,直至测量结束或微控制单元2收到用户中止测量指令,测试结束,微控制 单元2控制显示组件8显示两路光强信号的方差,根据光强信号随时间的变化曲线以及方 差大小判断半导体拉曼激光器5输出光谱的稳定性,同时,选择合适的文件格式保存测量 结果以便后续分析。
[0048] 3.驱动电流恒定、工作温度变化的情况下,半导体拉曼激光器输出光谱稳定性测 试方法,包含以下步骤:
[0049] 步骤1,在人机交互界面1中选择本模式,输入工作温度下限T1、工作温度上限T 2, 驱动电流I、以及测试温度间隔Λ T ;
[0050] 步骤2,微控制单元2收到以上参数,并在用户确认开始测试后,驱动温度调节组 件驱动器件31工作,设定工作温度为T 1,并通过半导体拉曼激光器5中的温度感应组件33 实时检测实际温度的变化,当半导体拉曼激光器5中的工作温度达到T 1时,微控制单元2使 能电流控制单元3驱动电路工作,设定驱动电流为I,当检测到驱动电流为I时,开始进行测 试计时;
[0051] 步骤3,微控制单元2分别对第一光强检测电路62以及第二光强检测电路64输出 信号进行多次采样平均,并控制显示组件8显示两路光强信号随时间的变化曲线,同时显 示测试结果以及系统的工作状态,包括:驱动电流、工作温度下限、工作温度上限、当前温度 以及测量温度间隔等;
[0052] 步骤4,微控制单元2设定工作温度SI\+AT,当检测到实际工作温度达到?\+ΛΤ 时进行下次测量,直至测量结束或微控制单元2收到用户中止测量指令,微控制单元2控制 显示组件8显示两路光强信号的方差,根据光强信号随时间的变化曲线以及方差大小判断 半导体拉曼激光器5输出光谱的稳定性,同时,选择合适的文件格式保存测量结果以便后 续分析。
[0053] 4.工作温度以及驱动电流恒定的情况下,确定半导体拉曼激光器从开始工作到输 出光谱强度稳定的时间的测试方法,包含以下步骤:
[0054] 步骤1,在人机交互界面1中选择本模式,输入工作温度Τ、驱动电流I,选择实时时 钟组件7的定时器功能;
[0055] 步骤2,微控制单元2收到以上参数,并在用户确认开始测试后,驱动温度调节组 件驱动器件31工作,设定工作温度为T,并通过半导体拉曼激光器5中的温度感应组件33 实时检测实际温度的变化,当半导体拉曼激光器5中的工作温度达到T时,打开定时器,微 控制单元2开始分别对第一光强检测电路62以及第二光强检测电路64输出信号进行快速 采样,每次采样的同时,记录当前定时器的值;
[0056] 步骤3,微控制单元2使能电流控
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