專利名稱：電泵浦半導(dǎo)體激光器性能監(jiān)測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種半導(dǎo)體激光器性能監(jiān)測裝置及方法，屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器，激光二極管屬于一種非常常用的光學(xué)器件，其中很多是電泵浦的， 對于電泵浦的半導(dǎo)體激光器，為了獲得穩(wěn)定的輸出，或者為了實(shí)現(xiàn)對于激光器的保護(hù)作用， 人們想出了各種方法來實(shí)現(xiàn)，比如說當(dāng)大電流流過激光器的時(shí)候，會使用探測裝置來進(jìn)行監(jiān)測，并使用切斷或切換裝置來切斷或切換驅(qū)動電流，以實(shí)現(xiàn)對激光器的保護(hù)作用；還有一些為了實(shí)現(xiàn)激光器的穩(wěn)定輸出而使用光電探測器監(jiān)測激光器的光輸出，當(dāng)光輸出減弱的時(shí)候就相應(yīng)的增強(qiáng)激光器的驅(qū)動電流，以保持恒定的電流。在上述的這些過程中，如果激光器本身出現(xiàn)問題，例如性能下降或者出現(xiàn)故障，就又可能對那些監(jiān)測方法產(chǎn)生影響。并且，在很多時(shí)候我們也需要精確的監(jiān)測半導(dǎo)體激光器什么時(shí)候出現(xiàn)了故障，或者什么時(shí)候性能下降了，這些都有助于我們判斷該激光器是否還適合應(yīng)用在原來的應(yīng)用中，以及是否需要使用新的激光器來取代原來的，本發(fā)明就是針對于此而提出的一種監(jiān)測半導(dǎo)體激光器性能的裝置及方法，該方法可以精確的監(jiān)測電泵浦的半導(dǎo)體激光器的性能是否出現(xiàn)故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述問題而提出的，提供一種監(jiān)測電泵浦的半導(dǎo)體激光器性能的裝置及方法，很好的解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題之一或全部。本發(fā)明的發(fā)明思想基于以下構(gòu)思，電泵浦的半導(dǎo)體激光器在性能沒有發(fā)生變化的時(shí)候其輸入的驅(qū)動電流和輸出的光強(qiáng)的關(guān)系基本上保持恒定不變，例如，當(dāng)輸入的驅(qū)動電流為某一個(gè)數(shù)值時(shí)，其輸出的光強(qiáng)也應(yīng)該基本上為一個(gè)固定的數(shù)值，但是當(dāng)激光器的性能改變后，例如出現(xiàn)了故障，則上述基本恒定的關(guān)系就會發(fā)生改變，通過監(jiān)測上述關(guān)系的改變即可判斷出半導(dǎo)體激光器的性能有沒有發(fā)生變化。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電泵浦半導(dǎo)體激光器性能監(jiān)測裝置，包括驅(qū)動電路(1)， 半導(dǎo)體激光器(2)，第一光電探測器(3)，第二光電探測器(4)，取樣電路(5)，分光鏡(6)，比較計(jì)算短路(7)，控制電路(8)，存儲器(9)；所述驅(qū)動電路⑴用于驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(2)工作，取樣電路(5)對驅(qū)動電路(1) 輸出的電流或電壓進(jìn)行取樣，并將取樣值送入到控制器(8)中，半導(dǎo)體激光器(2)在驅(qū)動電路(1)的驅(qū)動下發(fā)射出激光，所發(fā)射出的激光經(jīng)過分光鏡(6)的分光后分別入射到具有相同性能的第一光電探測器(3)和第二光電探測器(4)上，第一和第二光電探測器分別將所接收到的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷?，并都將轉(zhuǎn)變的電流或電壓送入到比較計(jì)算電路(7)，比較計(jì)算電路(7)首先計(jì)算第一和第二光電探測器所送入的電流或電壓比是否等于分光鏡 (6)的分光比，如果所計(jì)算的電流比或電壓比不等于分光鏡(6)的分光比，則判斷為第一和 /或第二光電探測器出現(xiàn)故障，更換出現(xiàn)故障的第一和/或第二光電探測器，如果所計(jì)算的電流比或電壓比等于分光鏡(6)的分光比，則將第一和/或第二光電探測器輸出電流或電壓值送入到控制器(8)內(nèi)，控制器(8)計(jì)算所述取樣值與第一和/或第二光電探測器輸出電流值或電壓值的比值，然后計(jì)算該比值與預(yù)先存儲在存儲器(9)內(nèi)的參考數(shù)值的差，所述參考值為相同的驅(qū)動電路(1)輸出條件下所測量的參考值，最后判斷所述差是否大于一個(gè)預(yù)定值，如果大于預(yù)定值則判斷半導(dǎo)體激光器性能出現(xiàn)故障。 優(yōu)選的，其中所述第一和第二光電探測器輸出電流或電壓值是指兩者的平均值。優(yōu)選的，其中所述分光鏡(6)的分光比為50 50。優(yōu)選的，其中控制器⑶還對驅(qū)動電路⑴進(jìn)行控制，控制器⑶控制驅(qū)動電路 (1)的輸出，使得驅(qū)動電路⑴的輸出值等于存儲器(9)中的所述參考值測量時(shí)的驅(qū)動電路 (1)的輸出值。優(yōu)選的，其中所述的參考值包括多個(gè)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電泵浦半導(dǎo)體激光器性能監(jiān)測方法，驅(qū)動電路(1)用于驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(2)工作，取樣電路(5)對驅(qū)動電路(1)輸出的電流或電壓進(jìn)行取樣，并將取樣值送入到控制器(8)中，半導(dǎo)體激光器(2)在驅(qū)動電路(1)的驅(qū)動下發(fā)射出激光，所發(fā)射出的激光經(jīng)過分光鏡(6)的分光后分別入射到具有相同性能的第一光電探測器(3)和第二光電探測器(4)上，第一和第二光電探測器分別將所接收到的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷?，并都將轉(zhuǎn)變的電流或電壓送入到比較計(jì)算電路(7)，比較計(jì)算電路(7)首先計(jì)算第一和第二光電探測器所送入的電流或電壓比是否等于分光鏡(6)的分光比，如果所計(jì)算的電流比或電壓比不等于分光鏡(6)的分光比，則判斷為第一和/或第二光電探測器出現(xiàn)故障，更換出現(xiàn)故障的第一和/或第二光電探測器，如果所計(jì)算的電流比或電壓比等于分光鏡(6) 的分光比，則將第一和/或第二光電探測器輸出電流或電壓值送入到控制器⑶內(nèi)，控制器 (8)計(jì)算所述取樣值與第一和/或第二光電探測器輸出電流值或電壓值的比值，然后計(jì)算該比值與預(yù)先存儲在存儲器(9)內(nèi)的參考數(shù)值的差，所述參考值為相同的驅(qū)動電路(1)輸出條件下所測量的參考值，最后判斷所述差是否大于一個(gè)預(yù)定值，如果大于預(yù)定值則判斷半導(dǎo)體激光器性能出現(xiàn)故障。優(yōu)選的，所述第一和第二光電探測器輸出電流或電壓值是指兩者的平均值。優(yōu)選的，其中所述分光鏡(6)的分光比為50 50。優(yōu)選的，其中控制器⑶還對驅(qū)動電路⑴進(jìn)行控制，控制器⑶控制驅(qū)動電路 (1)的輸出，使得驅(qū)動電路⑴的輸出值等于存儲器(9)中的所述參考值測量時(shí)的驅(qū)動電路 (1)的輸出值。優(yōu)選的，其中所述的參考值包括多個(gè)。


附圖1是本發(fā)明監(jiān)測電泵浦半導(dǎo)體激光器性能裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本發(fā)明監(jiān)測電泵浦半導(dǎo)體激光器性能裝置的另外一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；在上述的兩個(gè)圖中，1表示驅(qū)動電路，2表示半導(dǎo)體激光器，3和4都表示光電探測器，5表示取樣電路，6表示分光鏡，7表示比較計(jì)算短路，8表示控制電路，9表示存儲器。
具體實(shí)施例方式下面將在結(jié)合附圖的基礎(chǔ)上詳細(xì)描述本發(fā)明的裝置及方法，驅(qū)動電路(1)用于驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(2)工作，取樣電路(5)對驅(qū)動電路(1)輸出的電流或電壓進(jìn)行取樣，并將取樣值送入到控制器(8)中，半導(dǎo)體激光器(2)在驅(qū)動電路(1)的驅(qū)動下發(fā)射出激光，所發(fā)射出的激光經(jīng)過分光鏡(6)的分光后分別入射到相同性能的第一光電探測器(3)和第二光電探測器(4)上，第一和第二光電探測器分別將所接收到的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷海⒍紝⑥D(zhuǎn)變的電流或電壓送入到比較計(jì)算電路(7)，比較計(jì)算電路(7)首先計(jì)算第一和第二光電探測器所送入的電流或電壓比是否等于分光鏡(6)的分光比，如果所計(jì)算的電流比或電壓比不等于分光鏡(6)的分光比，則判斷為第一和/或第二光電探測器出現(xiàn)故障，更換出現(xiàn)故障的第一和/或第二光電探測器，如果所計(jì)算的電流比或電壓比等于分光鏡(6)的分光比，則將第一光電探測器輸出的電流或電壓值或者將第一光電探測器和第二光電探測器輸出電流或電壓值的兩者的平均值送入到控制器(8)內(nèi)，控制器(8)計(jì)算取樣電路送入的電流或電壓與第一光電探測器輸出的電流或電壓值或者與第一光電探測器和第二光電探測器輸出電流或電壓值的兩者的平均值的比值，然后計(jì)算該比值與預(yù)先存儲在存儲器(9) 內(nèi)的參考數(shù)值的差，所述參考值為相同的驅(qū)動電路輸出條件下所測量的參考值，最后判斷所述差是否大于一個(gè)預(yù)定值，如果大于預(yù)定值則判斷半導(dǎo)體激光器性能出現(xiàn)故障。在上述裝置中，分光鏡(6)的分光比可以為任意的比值，不過優(yōu)選分光比為 50 50，在這中分光比的設(shè)置下，比較計(jì)算電路的計(jì)算就變?yōu)樽詈唵蔚男问?，直接判斷第一和第二光電探測器送入的電流或電壓值是否相等即可。上述裝置中設(shè)置兩個(gè)光電探測器的原因主要是為了避免由于光電探測器的本身故障而帶來的監(jiān)測誤差，如果比較計(jì)算電路(7)計(jì)算出第一和第二光電探測器的電流比或電壓比等于分光鏡(6)的分光比，則可以判定為光電探測器是正常的，如果不相等，則可以判斷出第一和/或第二光電探測器出現(xiàn)了故障，這樣就不會影響后面半導(dǎo)體激光器的監(jiān)測結(jié)果，但是如果只采用一個(gè)光電探測器，如果光電探測器出現(xiàn)了故障或者性能下降了，則可能會被誤判為半導(dǎo)體激光器出現(xiàn)了故障，兩個(gè)光電探測器的設(shè)置就消除了上述情況。其中所述的參考數(shù)值是提前測量存儲在存儲器(9)中的，可在激光器的使用初期測量并存儲，在這個(gè)時(shí)候激光器的性能是正常的，這些數(shù)值就作為性能正常的參考數(shù)值，具體可以是在多個(gè)不同驅(qū)動電流或電壓的條件下，得到的取樣電路的電流或電壓值與第一光電探測器電流或電壓的比值，此處優(yōu)選測量大量的不同驅(qū)動電流或電壓下的比值。 其中所述預(yù)定值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，可根據(jù)實(shí)際情況來確定，它包括一個(gè)合理的誤差范圍以及正常的器件磨損，因?yàn)槊看巫x取的數(shù)據(jù)都可能會發(fā)生微小的變化，由此而導(dǎo)致的誤差不能解讀為半導(dǎo)體激光器的故障，同時(shí)，由于器件在使用過程中存在著一定的磨損，這種正常的磨損也不能解讀為激光器的故障，由于具有上述兩個(gè)因素，所以我們需要設(shè)定一個(gè)預(yù)定值，而不是直接判斷計(jì)算值和參考值是否相等，而是計(jì)算兩者的差是否大于那個(gè)預(yù)定值。附圖2示出了本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，其余設(shè)置均與第一實(shí)施例是一樣的，區(qū)別在于控制器(8)可實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動電路(1)的控制，在需要對半導(dǎo)體激光器進(jìn)行性能監(jiān)測時(shí)候，控制器⑶控制驅(qū)動電路⑴的輸出，使得驅(qū)動電路⑴輸出值等于存儲器(9)中的參考值測量時(shí)的驅(qū)動電路⑴的輸出值，在這種情況下，差值的計(jì)算將變得更加簡單，這樣就降低了在存儲器中尋找相同驅(qū)動電路輸出條件下所測量的參考值，因?yàn)轵?qū)動電路的輸出是由控制器(8)控制實(shí)現(xiàn)的，可以控制其輸出就等于存儲器(9)中的參考值測量時(shí)的驅(qū)動電路(1)的輸出值。并且，在這種情況下，可以在存儲器中存儲一個(gè)以上的不同驅(qū)動電路輸出條件下的參考值，這樣在一個(gè)監(jiān)測過程中可以進(jìn)行多個(gè)數(shù)值的比較，以增加監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，例如，控制驅(qū)動電路分別輸出1A，2A，3A的電流，然后在這三種情況下分別將計(jì)算的比值與存儲在存儲器(9)中的預(yù)先存儲的1 A，2A和3A條件下的參考值進(jìn)行差值計(jì)算，只要其中一個(gè)差值超過預(yù)定值即認(rèn)為半導(dǎo)體激光器的性能出現(xiàn)了問題，這樣顯然就增加了監(jiān)測的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1.一種電泵浦半導(dǎo)體激光器性能監(jiān)測裝置，包括驅(qū)動電路(1)，半導(dǎo)體激光器(2)，第一光電探測器(3)，第二光電探測器(4)，取樣電路(5)，分光鏡(6)，比較計(jì)算電路(7)，控制器(8)，存儲器(9)；所述驅(qū)動電路(1)用于驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(2)工作，取樣電路(5)對驅(qū)動電路(1)輸出的電流或電壓進(jìn)行取樣，并將取樣值送入到控制器(8)中，半導(dǎo)體激光器(2)在驅(qū)動電路 (1)的驅(qū)動下發(fā)射出激光，所發(fā)射出的激光經(jīng)過分光鏡(6)的分光后分別入射到具有相同性能的第一光電探測器(3)和第二光電探測器(4)上，第一和第二光電探測器分別將所接收到的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷?，并都將轉(zhuǎn)變的電流或電壓送入到比較計(jì)算電路(7)，比較計(jì)算電路(7)首先計(jì)算第一和第二光電探測器所送入的電流或電壓比是否等于分光鏡(6) 的分光比，如果所計(jì)算的電流比或電壓比不等于分光鏡(6)的分光比，則判斷為第一和/或第二光電探測器出現(xiàn)故障，更換出現(xiàn)故障的第一和/或第二光電探測器，如果所計(jì)算的電流比或電壓比等于分光鏡(6)的分光比，則將第一和/或第二光電探測器輸出電流或電壓值送入到控制器(8)內(nèi)，控制器(8)計(jì)算所述取樣值與第一和/或第二光電探測器輸出電流值或電壓值的比值，然后計(jì)算該比值與預(yù)先存儲在存儲器(9)內(nèi)的參考數(shù)值的差，所述參考值為相同的驅(qū)動電路(1)輸出條件下所測量的參考值，最后判斷所述差是否大于一個(gè)預(yù)定值，如果大于預(yù)定值則判斷半導(dǎo)體激光器性能出現(xiàn)故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一和第二光電探測器輸出電流或電壓值是指兩者的平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述分光鏡(6)的分光比為50 50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中控制器⑶還對驅(qū)動電路⑴進(jìn)行控制，控制器 (8)控制驅(qū)動電路(1)的輸出，使得驅(qū)動電路⑴的輸出值等于存儲器(9)中的所述參考值測量時(shí)的驅(qū)動電路⑴的輸出值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述的參考值包括多個(gè)。
6.一種電泵浦半導(dǎo)體激光器性能監(jiān)測方法，驅(qū)動電路(1)用于驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(2) 工作，取樣電路(5)對驅(qū)動電路(1)輸出的電流或電壓進(jìn)行取樣，并將取樣值送入到控制器⑶中，半導(dǎo)體激光器⑵在驅(qū)動電路⑴的驅(qū)動下發(fā)射出激光，所發(fā)射出的激光經(jīng)過分光鏡(6)的分光后分別入射到具有相同性能的第一光電探測器(3)和第二光電探測器(4) 上，第一和第二光電探測器分別將所接收到的入射光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷?，并都將轉(zhuǎn)變的電流或電壓送入到比較計(jì)算電路(7)，比較計(jì)算電路(7)首先計(jì)算第一和第二光電探測器所送入的電流或電壓比是否等于分光鏡(6)的分光比，如果所計(jì)算的電流比或電壓比不等于分光鏡(6)的分光比，則判斷為第一和/或第二光電探測器出現(xiàn)故障，更換出現(xiàn)故障的第一和/或第二光電探測器，如果所計(jì)算的電流比或電壓比等于分光鏡(6)的分光比，則將第一和/或第二光電探測器輸出電流或電壓值送入到控制器(8)內(nèi)，控制器(8)計(jì)算所述取樣值與第一和/或第二光電探測器輸出電流值或電壓值的比值，然后計(jì)算該比值與預(yù)先存儲在存儲器(9)內(nèi)的參考數(shù)值的差，所述參考值為相同的驅(qū)動電路(1)輸出條件下所測量的參考值，最后判斷所述差是否大于一個(gè)預(yù)定值，如果大于預(yù)定值則判斷半導(dǎo)體激光器性能出現(xiàn)故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第一和第二光電探測器輸出電流或電壓值是指兩者的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述分光鏡(6)的分光比為50 50。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中控制器⑶還對驅(qū)動電路⑴進(jìn)行控制，控制器 (8)控制驅(qū)動電路⑴的輸出，使得驅(qū)動電路(1)的輸出值等于存儲器(9)中的所述參考值測量時(shí)的驅(qū)動電路⑴的輸出值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述的參考值包括多個(gè)。
全文摘要
電泵浦半導(dǎo)體激光器性能監(jiān)測裝置及方法。電泵浦的半導(dǎo)體激光器在性能沒有發(fā)生變化的時(shí)候其輸入的驅(qū)動電流和輸出的光強(qiáng)的關(guān)系基本上保持恒定不變，例如，當(dāng)輸入的驅(qū)動電流為某一個(gè)數(shù)值時(shí)，其輸出的光強(qiáng)也應(yīng)該基本上為一個(gè)固定的數(shù)值，但是當(dāng)激光器的性能改變后，例如出現(xiàn)了故障，則上述基本恒定的關(guān)系就會發(fā)生改變，通過監(jiān)測上述關(guān)系的改變即可判斷出半導(dǎo)體激光器的性能有沒有發(fā)生變化。
文檔編號G01R31/26GK102288888SQ20111016690
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月12日
發(fā)明者任芝, 李松濤 申請人:華北電力大學(xué)(保定)