一种DFB激光器的测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及量子保密通信技术领域，尤其涉及量子保密通信中的dfb激光器，具体地说是一种能够用于量子保密通信的dfb激光器的测试装置及其测试方法。

背景技术：

现有的量子保密通信领域中，激光源采用dfb激光器进行发光；在现有的厂商进行dfb激光器测试中通常在激光器的正极和rf-或dc-端增加一个电源（电压源或者电流源），通过调节电源电压大小（或者电流大小）来测试激光器的发光光谱、p-i曲线以及功率稳定性等。现有厂家dfb激光器的出厂测试示意图如图1所示，该方案能够测试出dfb激光器的一些通用的参数及技术指标。在经典通信应用中，通常将dc-端加载的电流值较大（远大于其阈值电流（ith）值），通过改变rf-端的电流大小产生不同的发光脉冲，激光器始终处于发光状态。dfb激光器厂家的测试方案非常适用于经典通信领域。

但现有的dfb激光器的测试方法与量子保密通信领域中的使用方法存在较大差异，量子保密通信领域中dfb激光器发光为了保障发光相位随机性，在设计中一般采用在dc-端加载电流小于阈值电流（ith），而rf-端上加载一个较大的窄脉冲电流实现dfb激光器的发光控制。故dfb厂家的激光器出厂测试与量子保密通信领域中的应用差异较大，不能很好的测试在量子保密通信领域中dfb激光器的发光特性。例如：现有的dfb厂家激光器测试方法不能对dfb激光器rf-端增加一个窄脉冲电流（要求脉冲宽度在百ps量级），无法测试出dfb激光器在不同的窄脉冲电流和dc-端增加电流组合下的消光比、光谱等特性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够用于量子保密通信的dfb激光器的测试装置及其测试方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种dfb激光器的测试装置，包括测试电路，其特征在于：所述的测试电路包括控制器、窄脉冲调节电路、dfb激光器驱动电路、dfb激光器夹具；

控制器，用于接收上位机发出的指令并根据接收到的指令生成相应的控制指令，并将所述控制指令发送给对应电路，且能够接收对应电路传输来的信息并传输给所述上位机；在控制器上设置有能够与所述上位机相连接的端口以及多个与对应电路相连接的端口；

窄脉冲调节电路，用于接收所述控制器输出的驱动信号，并生成百ps量级的窄脉冲电流；

dfb激光器驱动电路，用于接收所述百ps量级的窄脉冲电流，并在所述控制器的控制下将所述百ps量级的窄脉冲电流传递给dfb激光器夹具上的dfb激光器的rf-端、dc-端使其发光，用于在所述控制器的控制下设定dfb激光器夹具上的dfb激光器的rf-端、dc-端的电流值；

dfb激光器夹具，用于放置dfb激光器以测试dfb激光器的性能，并能够向测试仪器发射激光；在dfb激光器夹具上设置有能够分别与dfb激光器的rf-端、dc-端、激光输出端相连接的引脚，以及分别与dfb激光器驱动电路、测试仪器相连接的引脚；

上述的控制器、窄脉冲调节电路、dfb激光器驱动电路、dfb激光器夹具构成的测试电路能够测试dfb激光器的性能；其中，控制器根据外部的上位机发送的指令控制dfb激光器驱动电路将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于阈值电流的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值，根据测试需求在测试过程中控制e值和/或c值，用于应用于量子保密通信条件中的dfb激光器的性能测试。

所述的测试电路包括：

dfb激光器tec控制电路，用于接收所述控制器的控制指令，并根据所述的控制指令生成温度调节指令以控制dfb激光器夹具上的dfb激光器的温度。

所述的测试电路包括：

dfb激光器温度采集电路，用于采集dfb激光器夹具上的dfb激光器的内部实时温度并反馈给控制器。

所述的测试仪器为示波器、功率计、光谱仪的一种或几种的组合。

一种dfb激光器的测试装置的测试方法，其特征在于：该测试方法用于测试dfb激光器时的步骤为：

a1、将测试电路分别与上位机和测试仪器相连接，然后dfb激光器准确安置在上述测试电路的dfb激光器夹具中；

a2、上位机依次通过控制器、dfb激光器驱动电路将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于ith的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值；

a3、上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性；

a4、重复步骤（a2），上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性。

该测试方法用于测试dfb激光器时的具体步骤为：

a1、将测试电路分别与上位机和测试仪器相连接，然后将dfb激光器准确安置在上述测试电路的dfb激光器夹具中，上位机依次通过控制器、dfb激光器驱动电路来设定dfb激光器的rf-端、dc-端的电流值，且上位机依次通过控制器、dfb激光器tec控制电路来控制调节dfb激光器的温度使得dfb激光器的发光中心波长达到要求，记录温度值和波长值；

a2、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（a1）中的温度值，将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于ith的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值；

a3、上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性；

a4、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（a1）中的温度值并重复步骤（a2），上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的测试装置通过控制器控制输出dfb激光器的驱动信号并经过窄脉冲调节电路调节后输出脉冲宽度可调节或固定不变的窄脉冲，送给dfb激光器驱动电路用来对dfb激光器的rf-端和dc-端进行驱动控制，rf-端和dc-端的驱动电流大小由控制器通过dfb激光器驱动电路独立实现控制；通过控制器来控制dfb激光器tec控制电路实现对dfb激光器的温度控制，进而实现对其中心波长进行调节控制；通过dfb激光器温度采集电路反馈dfb激光器的内部温度并通过控制器调节dfb激光器tec控制电路实现温度维稳，保障其中心波长不变；放置在dfb激光器夹具上的dfb激光器便于拆除；该测试装置能够完成对量子保密通信中的dfb激光器的光学参数、技术指标进行测试，并能够覆盖dfb厂家的出厂参数测试，保障其可靠的应用于量子保密通信产品的光源中。

附图说明

附图1为现有技术中的dfb激光器的测试装置结构示意图；

附图2为本发明的dfb激光器的测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图2所示：一种dfb激光器的测试装置，包括测试电路，该测试电路包括控制器、窄脉冲调节电路、dfb激光器驱动电路、dfb激光器夹具；上述的控制器采用可编程芯片或可编程模块，窄脉冲调节电路的输入端与控制器相连接且窄脉冲调节电路的输出端与dfb激光器驱动电路相连接；dfb激光器驱动电路的输入端分别与窄脉冲调节电路的输出端和控制器相连接，且dfb激光器驱动电路的输出端分别与dfb激光器夹具上的dfb激光器的rf-端引脚、dc-端引脚相连接；dfb激光器夹具用于放置dfb激光器并分别与dfb激光器驱动电路、测试仪器相连接，测试仪器为示波器、功率计、光谱仪的一种或几种的组合；上述的控制器、窄脉冲调节电路、dfb激光器驱动电路、dfb激光器夹具构成的测试电路能够测试dfb激光器的性能；其中，控制器根据外部的上位机发送的指令控制dfb激光器驱动电路将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于阈值电流的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值，根据测试需求在测试过程中控制e值和/或c值，用于应用于量子保密通信条件中的dfb激光器的性能测试。

该dfb激光器的测试装置使用时，控制器通过串口通信与上位机相连接，上位机依次通过控制器、dfb激光器驱动电路来设定dfb激光器的rf-端、dc-端的电流值；且dfb激光器夹具上的dfb激光器通过光纤与测试仪器相连接。

在此基础上，测试电路还包括dfb激光器tec控制电路，dfb激光器tec控制电路的输入端通过线路与控制器相连接且其输出端通过线路与dfb激光器夹具相连接，控制器通过控制dfb激光器tec控制电路调节dfb激光器夹具上的dfb激光器的温度；dfb激光器测试电路还包括dfb激光器温度采集电路，dfb激光器温度采集电路的一端与dfb激光器夹具相连接、另一端与控制器相连接，dfb激光器温度采集电路能够检测dfb激光器夹具上的dfb激光器的内部实时温度并反馈给控制器，控制器根据dfb激光器温度采集电路采集的温度值通过控制dfb激光器tec控制电路调节dfb激光器夹具上的dfb激光器的温度，使得dfb激光器的温度恒定。

一种dfb激光器的测试装置的测试方法，该测试方法用于测试dfb激光器时的步骤为：

a1、将测试电路分别与上位机和测试仪器相连接，然后dfb激光器准确安置在上述测试电路的dfb激光器夹具中；

a2、上位机依次通过控制器、dfb激光器驱动电路将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于ith的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值；

a3、上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性；

a4、重复步骤（a2），上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性。

该测试方法用于测试dfb激光器时的具体步骤为：

a1、将测试电路分别与上位机和测试仪器相连接，然后将dfb激光器准确安置在上述测试电路的dfb激光器夹具中，上位机依次通过控制器、dfb激光器驱动电路来设定dfb激光器的rf-端、dc-端的电流值，且上位机依次通过控制器、dfb激光器tec控制电路来控制调节dfb激光器的温度使得dfb激光器的发光中心波长达到要求，记录温度值和波长值；

a2、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（a1）中的温度值，将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于ith的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值；

a3、上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出百ps量级的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性；

a4、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（a1）中的温度值并重复步骤（a2），上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性。

在该测试方法中，步骤（a1）中的发光中心波长指的是待测dfb激光器发光达到产品需求的波长或者厂家出厂标定的波长；且步骤（a2）中的e值能够在测试中配合c值更改。另外当步骤（a1）中的温度值和波长值记录后，上位机设定待测dfb激光器的温度为步骤（a1）中的温度值，将待测dfb激光器的rf-端的值设置为0ma，待测dfb激光器的dc-端的值由0ma一直调制到待测dfb激光器的最大电流值，在改变待测dfb激光器的dc-端的值的过程中通过测试仪器记录待测dfb激光器的dc-端的值与发光光强、光谱之间的关系。或者步骤（a1）中的温度值和波长值记录后，上位机设定待测dfb激光器的温度为步骤（a1）中的温度值，将待测dfb激光器的rf-端的值设置为0ma，待测dfb激光器的dc-端的值为0ma～待测dfb激光器的最大电流值中的某一具体数值，通过测试仪器分别测试待测dfb激光器的发光功率、波长，并测试记录待测dfb激光器的发光功率、波长与时间t的曲线。上述两个测试过程的先后顺序可根据需要设置。实质上，该部分的技术内容仅是为了表明本发明的装置在量子条件下的测试与出厂测试均可使用。

下面通过具体实施例来说明本发明提供的dfb激光器测试方法。

首先按照图2所示的结构来搭建本发明提供的装置。测试过程如下：

b1、将测试电路分别与上位机和测试仪器相连接，然后将dfb激光器准确安置在上述测试电路的dfb激光器夹具中，以准备进行相关参数、技术指标测试，测dfb激光器的rf-端、dc-端需要和dfb激光器驱动电路稳定连接，dfb激光器与dfb激光器tec控制电路相连接且dfb激光器发出的光源能够通过光纤传输到测试仪器中；

b2、上位机依次通过控制器、dfb激光器驱动电路来设定dfb激光器的rf-端为0ma、dc-端的电流值为100ma，且上位机依次通过控制器、dfb激光器tec控制电路来控制调节dfb激光器的温度使得dfb激光器的发光中心波长达到要求，发光中心波长指的是dfb激光器发光达到产品需求的波长或者厂家出厂标定的波长，记录温度值和波长值；

b3、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（b2）中的温度值，将dfb激光器的rf-端的值设置为0ma，dfb激光器的dc-端的值由0ma一直调制到dfb激光器的最大电流值（例如：150ma），在改变dfb激光器的dc-端的值的过程中通过测试仪器记录dfb激光器的dc-端的值与发光光强、光谱之间的关系；

b4、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（b2）中的温度值，将dfb激光器的rf-端的值设置为0ma，dfb激光器的dc-端的值为100ma，通过测试仪器分别测试dfb激光器的发光功率、波长，并测试记录dfb激光器的发光功率、波长与时间t的曲线；

b5、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（b2）中的温度值，将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于阈值电流ith的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值，e值能够在测试中配合c值更改以寻找最优值，上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出500ps的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性；

b6、上位机设定dfb激光器的温度为步骤（b2）中的温度值，将dfb激光器的dc-端的值设置为ema、rf-端的值设置为cma，e值小于阈值电流ith的值且c值邻近dfb激光器的最大电流值，e值能够在测试中配合c值更改以寻找最优值，上位机通过控制器输出驱动信号，驱动信号经窄脉冲调节电路调节后输出0ps的窄脉冲给dfb激光器驱动电路，且上位机通过控制器向dfb激光器驱动电路使能，使dfb激光器驱动电路去驱动dfb激光器发光，测试仪器记录dfb激光器的发光功率、光脉冲波形、光谱特性。

通过上述步骤b1、b2、b3、b4，能够完成dfb激光器的pi曲线（含阈值电流ith）、功率稳定性、光谱稳定性以及光谱特性的相关测试，以上的测试能够完成dfb激光器出厂的光电参数测试，满足于经典通信应用中参数指标测试。通过上述步骤b1、b2、b5、b6，能够完成dfb激光器在窄脉冲驱动下的发光特性，对其参数指标作记录，判断能够可靠的应用于量子保密通信中。

本发明的测试装置通过控制器控制输出dfb激光器的驱动信号并经过窄脉冲调节电路调节后输出脉冲宽度可调节或固定不变的窄脉冲，送给dfb激光器驱动电路用来对dfb激光器的rf-端和dc-端进行驱动控制，rf-端和dc-端的驱动电流大小由控制器通过dfb激光器驱动电路独立实现控制；通过控制器来控制dfb激光器tec控制电路实现对dfb激光器的温度控制，进而实现对其中心波长进行调节控制；通过dfb激光器温度采集电路反馈dfb激光器的内部温度并通过控制器调节dfb激光器tec控制电路实现温度维稳，保障其中心波长不变；放置在dfb激光器夹具上的dfb激光器便于拆除；该测试装置能够完成对量子保密通信中的dfb激光器的光学参数、技术指标进行测试，并能够覆盖dfb厂家的出厂参数测试，保障其可靠的应用于量子保密通信产品的光源中。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。