一种激光器的功率恒定系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信测试领域，具体的说，是涉及一种激光器的功率恒定系统及方法。
【背景技术】
[0002]激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。激光器工作时，产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。
[0003]但是，由于不同半导体激光器的发光有很大离散性，即使同一个激光器在不同的温度、湿度下发光功率也会有不同。为了解决这个问题，一般采用的方法为，在光源电路设计有加温度调节，有加背探，有加隔离器等等，可是，由于器件本身的问题，输出功率会变化很大，无法满足高精度研发生产需要。
[0004]另外，现有技术中的激光器功率恒定方法有较大的局限性:当增加温度调节时，一般都是通过三极管电路来模拟激光器的温度变化曲线，只能大概接近，不能和激光器的PN结温度曲线吻合；当增加背探时，由于是接收激光器的散射光，方向、距离不同，接收的功率差别很大，即使接收器比较稳定，不同的激光器也会有不同的电流输出，根据这样的电流来调节的激光器功率也会有很大的差异；另外，若保持激光器的温度恒定，这样做激光器的功率稳定性是比较好的，但是温度的保持会消耗很大的功率，而且由于激光器部分和板子上其他位置的温度差异，会造成板卡的温度不均衡，影响板卡的整体性能。
[0005]专利文件201310600774.3提供了一种基于MCU的激光器光功率自适应控制方法，MCU控制单元和上位机建立通信，通过上位机设置自适应控制的方式为激光器偏置电流调节或激光器光功率调节，采用激光器光功率调节时，MCU控制单元依据上位机设置的目标发光功率值和对激光器采样的实际发光功率值进行自适应控制；采用激光器偏置电流调节时，MCU控制单元依据上位机设置的目标偏置电流值和对激光器采样的实际偏置电流值进行自适应控制。其设置复杂，并不能对激光器的功率达到有效的控制，而且其在控制过程中方法繁琐，操作麻烦。
[0006]因此，如何研发一种激光器的功率恒定系统及方法，解决上述问题，便成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]本申请解决的主要问题是提供一种激光器的功率恒定系统及方法，以解决无法实现的设置合理，控制方法操作简单、使激光器的发光功率稳定、成本低，且激光器消耗的功率小的技术问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种激光器的功率恒定系统，包括:激光器、分光器、光电转换器、信号转换器、数据处理器、温度检测器和功率调节器，其中，
[0009]所述分光器，用于将所述激光器中发射出的光信号以A:B的比例分为两部分，并将B比例的光信号发送至光电转换器；
[0010]所述光电转换器，用于将所述分光器发送的光信号转换成电信号，并将该电信号发送至信号转换器；
[0011]所述信号转换器，用于将该电信号转换为数据发送到数据处理器；
[0012]所述数据处理器，用于接收所述信号转换器发送的数据，并计算出激光器发出的实际功率，并将该实际功率发送至所述功率调节器中；
[0013]所述温度检测器，用于准确检测光电转换器和外部环境的实时温度，并与外界环境温度进行对比；
[0014]所述功率调节器，根据数据处理器计算出的实际功率，调节激光器中预设的功率值，以确定激光器的发光功率。
[0015]进一步地，其中，所述A: B为99:1，并将I %的光信号发送至所述光电转换器。
[0016]进一步地，其中，所述信号转换器，进一步包括:放大电路、滤波电路、电压校准电路和模数转换器，其中，
[0017]所述放大电路，用于将信号、电流和电压进行放大；
[0018]所述滤波电路，用于与所述放大电路相连接，筛选出有效电信号，并将该有效电信号发送至模数转换器；
[0019]所述电压校准电路，用于对所述信号转换器中的失调电压随温度的变化进行校准；
[0020]所述模数转换器，用于将所述有效电信号转换成数据，发送至所述数据处理器。
[0021]进一步地，其中，所述数据处理器，进一步为:ARM处理器。
[0022]进一步地，其中，所述功率调节器，进一步包括:数模转换器、电流校准电路、电流控制电路和驱动电路，其中，
[0023]所述数模转换器，用于将所述实际功率值转换为电信号，并将该电信号发送至电流控制电路；
[0024]所述电流校准电路，用于为所述电流控制电路提供电流校准曲线；
[0025]所述电流控制电路，用于将数模转换器传来的电信号转换为电流值，将该电流值与电流校准曲线上的理论值进行对比，并将电流值发送至所述驱动电路；
[0026]所述驱动电路，用于接收电流控制电路的电流值，并根据该电流值对激光器的预设功率值进行调节，确定激光器的发光功率。
[0027]进一步地，其中，所述温度传感器，进一步为，温度传感器。
[0028]进一步地，其中，所述放大电路，进一步包括跨阻放大器、电压放大器和信号放大器。
[0029]所述滤波电路，进一步包括RC滤波器、低通滤波器和带通滤波器。
[0030]本发明还公开了一种激光器的功率恒定方法，包括以下步骤:
[0031]步骤1:分光器将所述激光器中发射出的光信号以A:B的比例分为两部分，并将B比例的光信号发送至光电转换器；
[0032]步骤2:光电转换器将所述分光器发送的光信号转换成电信号，并将该电信号发送至信号转换器；
[0033]步骤3:信号转换器将该电信号转换为数据发送到数据处理器；
[0034]步骤4:数据处理器接收所述信号转换器发送的数据，并计算出激光器发出的实际功率，并将实际功率值发送至所述功率调节器中；
[0035]步骤5:温度检测器准确检测光电转换器和外部环境的实时温度，并与外界环境温度进行对比；
[0036]步骤6:功率调节器根据数据处理器计算出的实际功率，调节激光器中预设的功率值，以确定激光器的发光功率。
[0037]进一步地，其中，所述步骤3还包括:
[0038]步骤3.1:放大电路将信号、电流和电压进行放大；
[0039]步骤3.2:滤波电路与所述放大电路建立连接，筛选出有效电信号，并将该有效电信号发送至模数转换器；
[0040]步骤3.3:电压校准电路对所述信号转换器中的失调电压随温度的变化进行校准；
[0041]步骤3.4:模数转换器将所述有效电信号转换成数据，发送至所述数据处理器。
[0042]进一步地，其中，所述步骤6还包括:
[0043]步骤6.1数模转换器将实际功率值转换为电信号，并将该电信号发送至电流控制电路；
[0044]步骤6.2:电流校准电路将电流校准曲线发送至所述电流控制电路；
[0045]步骤6.3:所述电流控制电路将所述数模转换器传来的电信号转换为电流值，并将该电流值与电流校准曲线上的理论值进行对比，将电流值发送至驱动电路；
[0046]步骤6.4驱动电路接收电流控制电路的电流值，并根据该电流值对激光器的预设功率值进行调节