一种光强度调制器检测装置的制作方法

本申请涉及光通信器件检测领域，具体涉及一种光强度调制器检测装置。

背景技术：

光强度调制器在光学通信、光学传感等领域有广泛的应用，其作用是调制输出光的强度，因而是高速光通信的关键器件，是最重要的集成光学器件之一。目前的光强度调制器依据其原理，主要分为全光型、磁光型、热光型、声光型、电光型等强度调制器，这些光强度调制器均通过改变一些物理量来引起折射率变化从而实现光强度调制。

其中在光通信领域中，光强度调制器的特性参数会影响系统的整体性能，因此光强度调制器特性参数对系统设计中的性能优化或者对器件制造中的特性评估有着重要的意义。现有的对光强度调制器特性参数的检测装置如图1所示，该装置包括光源、分光器、功率计、示波器以及信号控制器。使用时光强度调制器的光输入端口与光源连接，将光强度调制器的信号输入端口与信号控制器连接，将光强度调制器的输出端口与分光器的输入端口连接，分光器的一个输出端口与示波器连接，另一个输出端口与功率计连接。通过信号控制器改变光强度调制器的输入参数，通过示波器以及功率计观察光强度调制器输出的光的谱图以及功率值，从而得到光强度调制器特性参数。

然而，现有的检测装置包括多个功率计、示波器、信号控制器等多个外设设备，在使用时，需要将光强度调制器以及这些外设设备按照图1所示的连接方式进行连接，使用起来非常不方便。另外，现有的检测装置所使用示波器的价格至少几十万，导致检测装置的成本较高。

技术实现要素：

本申请提供一种光强度调制器检测装置，以解决采用现有的光强度调制器检测装置需要连接多个外设设备以及的问题。

一种光强度调制器检测装置，包括光源、检测模块、控制电路模块以及主控模块，

检测时将光强度调制器接入该装置，所述光源、检测模块、主控模块、控制电路模块依次连接，所述控制电路模块的输出端与所述光强度调制器的信号输入端口连接。

优选地，所述检测模块包括依次连接的光电探测单元、放大单元以及信号采集单元；

其中，信号采集单元采用高速的ADC。

优选地，所述检测模块还包括分光器和功率检测单元；

所述分光器分出的两路光脉冲，一路光脉冲输入至所述光电探测单元，另一路光脉冲输入至所述功率检测单元。

优选地，所述功率检测单元包括依次连接的光电探测单元以及功率采集单元。

优选地，所述功率采集单元采用低速的ADC。

优选地，所述主控模块采用FPGA、DSP、GPU或CPU。

优选地，所述光电探测单元采用PIN管或者APD管。

优选地，光强度调制器检测装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述主控模块的处理结果。

优选地，当检测电光强度调制器时，所述控制电路模块设置有两组，均包括依次连接的DAC单元以及放大单元；

其中控制电路模块1与电光强度调制器的DC端连接，控制电路模块2与电光强度调制器的RF端连接。

优选地，当检测除电光强度调制器以外的其他类型的光强度调制器时，所述控制电路模块包括依次连接的DAC单元、放大单元以及功能单元；

所述功能单元用于将电信号转化为与光强度调制器类型对应的控制信号。

本申请提供的光强度调制器检测装置具有以下优点：

1.本申请的光强度调制器检测装置的检测模块用于进行功率检测，主控模块用于根据检测的功率值恢复光强度调制器输出的波形以及通过控制控制电路模块调控光强度调制器输出的光强，因此本申请的光强度调制器检测装置能够完成现有装置中功率计、示波器以及信号控制器这些外设设备的功能，使用起来非常方便。

2.本申请的光强度调制器检测装置的主控模块可根据检测的功率值恢复光强度调制器输出的波形，因此不需要示波器检测光强度调制器输出的波形，因而本申请的光强度调制器检测装置的成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的光强度调制器检测装置的结构示意图；

图2为本申请的一种光强度调制器检测装置的结构示意图；

图3为本申请的第一种检测模块的结构示意图；

图4为本申请的通过ADC采集以及主控模块处理后恢复的波形示意图；

图5为本申请的第二种检测模块的结构示意图；

图6为本申请的功率检测单元的结构示意图；

图7为本申请的一种控制电路模块的结构示意图；

图8为本申请的一种电光强度调制器的检测装置结构示意图；

图9为本申请的另一种电光强度调制器的检测装置结构示意图；

图10为本申请的电光强度调制器的电压与功率的关系曲线示意图；

图11为申请的另一种控制电路模块的结构示意图；

图12为本申请的磁光强度调制器的检测装置结构示意图；

图13为本申请的热光强度调制器的检测装置结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请提供一种光强度调制器检测装置，该检测装置的结构如图2所示的示意图，包括光源、检测模块、控制电路模块以及主控模块，检测时将光强度调制器接入该装置，所述光源、检测模块、主控模块、控制电路模块依次连接，所述控制电路模块的输出端与所述光强度调制器的信号输入端口连接。

具体工作流程如下：所述光源模块用于输出连续光；所述光电探测模块用于接收光强度调制器处理后的连续光，并根据接收的连续光信号输出电信号；所述功率检测模块用于根据接收的电信号输出功率信号；所述主控模块用于根据接收的功率信号输出控制信号以及恢复的波形信号；所述控制电路模块根据接收的控制信号输出调节信号，光强度调制器根据接收的调节信号改变输出的光强度。

主控模块用于根据检测的功率值恢复光强度调制器输出的波形以及通过控制控制电路模块调控光强度调制器输出的光强，因此本申请的光强度调制器检测装置能够完成现有装置中功率计、示波器以及信号控制器这些外设设备的功能，使用起来非常方便。另外主控模块可根据检测的功率值恢复光强度调制器输出的波形，因此不需要示波器检测光强度调制器输出的波形，因而本申请的光强度调制器检测装置的成本较低。

所述检测模块的结构如图3所示，包括依次连接的光电探测单元、放大单元以及信号采集单元；其中，信号采集单元采用高速的ADC（Analog-to-Digital Converter，模/数转换器）。本申请的主控模块根据ADC采集的结果得出功率值或者恢复光强度调制器输出的波形，因此高速的ADC由于采集速率快，在单位时间内采集数据的次数多，恢复波形主要依据ADC在一定时间内采集的数据值，将这些数据值连接起来即可形成波形图，ADC的采集速度越快，恢复的波形图越好，如图4所示，图中●表示ADC采集的数值，当ADC采集的速度越快则●越多，则形成的波形与实际输出的波形越吻合。

除了图3的检测模块的结构，本申请还提供了如图5所示的检测模块的结构示意图，所述检测模块还包括分光器和功率检测单元；所述分光器分出的两路光脉冲，一路光脉冲输入至所述光电探测单元，另一路光脉冲输入至所述功率检测单元。

为了能够恢复出较好的波形图，图3的检测模块的ADC一般采用的为高速ADC，而用于检测光强度调制器的输出光功率时，一般为单位时间内的平均光功率，因此用高速ADC采集时，中控模块需要根据接收的数值计算出平均光功率。而图5结构的检测模块一路采用高速ADC 用于恢复波形，一路采用功率检测单元进行功率检测，因而可以降低对主控模块的要求。具体而言所述功率检测单元的结构如图6所示，该包括依次连接的光电探测单元以及功率采集单元，其中所述功率采集单元采用低速的ADC。

本申请的光强度调制器检测装置中所述主控模块采用FPGA（Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列）、DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理器）、GPU或CPU。这些芯片均可根据数字信号计算功率值以及根据ADC的采集数据恢复出波形。

所述光电探测单元采用PIN管或者APD管。PIN管或者APD管的作用将光信号转变为电信号，本申请的PIN管或者APD管可以是电流输出型或电压输出型。

光强度调制器检测装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述主控模块的处理结果。所述的处理结果检测装置各模块/单元的指令、输出的数值以及根据需求通过测量结果得到的数值或者判断结果，例如功率值、恢复的波形图、半波电压以及光强度调制器是否合格等信息。

目前的光强度调制器依据其原理，主要分为全光型、磁光型、热光型、声光型、电光型等强度调制器，其中电光型的强度调制器主要根据其半波电压了解该器件的特性参数以及为该器件是否合格的重要评估参数之一。

当检测电光强度调制器时，所述控制电路模块的结构如图7所示的示意图，控制电路模块设置有两组，均包括依次连接的DAC单元以及放大单元；所述光强度调制器检测装置的结构如图8以及图9所示的示意图，控制电路模块1与电光强度调制器的DC端连接，控制电路模块2与电光强度调制器的RF端连接。

检测时，通过控制电路模块1先调节DC端的电压，对DC端的电压逐渐增加或者降低，至少对该电光强度调制器加载其一个工作周期及以上的电压，得到如图10所示的电光强度调制器的工作电压与功率的关系曲线，则输出最大光功率的电压即为其工作点电压，则一个工作周期所需加载电压的一半为该电光强度调制器的DC端的半波电压。将该电光强度调制器的DC端电压设置为工作电压，通过控制电路模块2调节RF端的电压，对RF端的电压逐渐增加或者降低，至少对该电光强度调制器加载其一个工作周期及以上的电压，得到如图10所示的电光强度调制器的工作电压与功率的关系曲线，则一个工作周期所需加载电压的一半为该电光强度调制器的RF端的半波电压。通过DC端的半波电压以及RF端的半波电压即可评价该电光强度调制器是否符合要求。

当检测除电光强度调制器以外其他类型的光强度调制器时，所述控制电路模块包括依次连接的DAC单元、放大单元以及功能单元；所述功能单元用于将电信号转化为与光强度调制器类型对应的控制信号，如图11所示的示意图。

所述的功能单元哟包括多个类型的功能模块，根据检测的光强度调制器的类型由功能单元选择或手动人工选择对应的功能模块；或者将功能模块设置成可拆卸替换的模块，根据检测的光强度调制器替换为所需的功能模块；或者做成多种型号的检测装置，每种型号对应一种光强度调制器。

本申请以检测磁光强度调制器以及热光强度调制器为例，其中磁光强度调制器检测装置的结构如图12所示的示意图，热光强度调制器检测装置的结构如图13所示的示意图。磁光强度调制器的功能单元作用将电信号转化为磁信号，如电感线圈；热光强度调制器的功能单元作用将电信号转化为热量，如电阻。其他类型的光强度调制器与之类似，本申请不在赘述。

当检测除电光强度调制器以外其他类型的光强度调制器时，其原理均相同，主控模块根据检验模块的数据得到光强度调制器输出的功率值以及恢复光强度调制器输出的波形，然后通过控制控制电路模块改变光强度调制器输出的功率大小。只是其他类型的光强度调制器在改变输出光强的控制方式不同而已。

另外当检测除电光强度调制器以外其他类型的光强度调制器时，若没有半波电压的指标，可根据恢复的波形或者通过控制光源以及检测的功率值计算出消光比等指标来判断光强度调制器是否合格，了解光强度调制器的特性参数。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。