[发明专利]一种功率可变的模拟激光源

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率可变的模拟激光源，用于激光测距机，激光导引头等激光接收设备功能测试、异常情况检测、灵敏度测量等。

背景技术

激光测距机、激光导引头等激光接收设备研发过程中，其功能测试，异常情况检测，灵敏度测量等对于研发至关重要。在激光测距机、激光导引头等激光接收设备测试中，需要一个模拟激光源发出微弱激光照射到激光接收设备上，测试激光接收设备是否能接收到信号，接收到信号的微弱程度等。这要求模拟激光源发出激光的功率连续可调并且可以动态调整。现有楔形分束镜法和固定衰减器衰减法可以获得可变功率的激光。

楔形分束镜法溯源于激光能量量值，采用楔形分束镜的两个表面多次反(透)射所产生的不同级次的反(透)射光，根据菲涅尔定律和楔形分束镜材料折射率计算获得各个级次反(透)射光的分束比。这种方法对于激光偏振度、楔形分束镜材料制作工艺等要求很高，实际测量结果偏差较大，重要的只能获得几个级次的激光能量信号，不能满足以上激光接收设备要求的功率连续动态可调的测试需要。

固定衰减器衰减法是溯源于激光能量量值，已知能量的脉冲激光穿过已知固定衰减倍数的标准衰减器，获得固定的激光微能量量值，这种方法只能获得几种固定衰减倍数的光功率值，不能获得连续动态可调的激光输出。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明为了解决固定衰减器衰减不能获得动态衰减范围，从而不能获得动态光功率输出的不足，提供了一种能够连续调节光输出功率的功率可变的模拟激光源。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种功率可变的模拟激光源，该模拟激光源包括通过光纤5连接的激光发射部分1、激光功率控制部分2、数字控制电路部分3和系统供电4，其中：

激光发射部分1用于在数字控制电路部分3的控制下发射出功率稳定的脉冲激光，并作为整个模拟激光源的激光发射源；

激光功率控制部分2用于接收数字控制电路部分3的数字控制指令，并将其转换成电压，以驱动激光功率控制部分2中的可调光衰减器来改变光衰减量，从而控制光输出功率；

数字控制电路部分3用于为激光发射部分1提供脉冲或连续的LD驱动信号，控制LD的发射激光与否以及发射激光脉冲频率，其输出的数字控制信号通过激光功率控制部分2被转换成可调光衰减器2-1的光衰减量；

系统供电部分4用于为整个模拟激光源提供能量。

上述方案中，所述激光发射部分1包括发光二极管(LD)1-3、LD温度控制电路1-5、LD驱动电路1-6和LD功率控制电路1-7，其中：

发光二极管1-3用于发射连续激光或脉冲激光；

LD温度控制电路1-5用于控制发光二极管1-3内部温度；

LD驱动电路1-6为发光二极管1-3发射连续激光或脉冲激光提供驱动；

LD功率控制电路1-7通过发光二极管1-3内部的光敏二极管1-2采集发射光功率，反馈到功率控制电路1-7自动控制发光二极管1-3的输出功率稳定在一个特定的已知值。

上述方案中，所述发光二极管1-3包括半导体致冷器(TEC)1-1、光敏二极管1-2和热敏电阻1-4，其中：

半导体致冷器1-1用于对发光二极管1-3进行加热和冷却；

光敏二极管1-2用于采集发射光功率并反馈到功率控制电路1-7；

热敏电阻1-4用于反馈发光二极管1-3内部温度。

上述方案中，所述发光二极管1-3选择波长为1.064μm脉冲光纤激光器，或者使用波长为0.532μm、0.905μm或10.6μm的脉冲或者连续激光器。

上述方案中，所述激光功率控制部分2包括可调光衰减器(VOA)2-1、模拟放大电路2-2、数字模拟转换器(DAC)2-3以及连接光纤，其中：

可调光衰减器2-1是电压控制器件，通过控制其两端电压可以控制其输入和输出光纤间激光的光衰减量；

模拟放大电路2-2用于将数字模拟转换器(DAC)2-3输出电压信号进行电压和电流放大，增加控制范围和驱动能力；

数字模拟转换器2-3用于将数字控制电路部分3的数字指令转换成电压信号输入到模拟放大电路2-2中。

上述方案中，所述数字控制电路部分3输出的数字控制信号通过激光功率控制部分2转换成可调光衰减器2-1的光衰减量，是整个模拟激光源的控制核心。