[发明专利]一种宽量程光功率计

说明书

技术领域

本发明涉及光功率测量技术领域，特别是涉及一种宽量程光功率计。

背景技术

在通信测试领域，光功率计是应用非常广泛的设备，通过该设备，技术人员或者管理系统可以获得激光器或者光纤中的光功率值。但光功率计的测量范围受限于光电探测器的测量响应范围，能测试低功率(如-70dBm至-50dBm)的光电探测器往往不能准确测量高功率(如0dBm至20dBm)光信号，反之亦然。当前单个光电探测器的测量动态范围一般在90dB以内，图4是当前光功率测试典型光电结构图，采用该设计的光功率计的测试动态范围与光电探测器的测量动态范围一致，在90dB之内。为了解决宽量程测量(>90dB)的问题，业界传统的解决方法是在单台设备中采用多个不同测量功率范围的光电探头的方案来实现量程的拓宽，如Thorlabs的宽量程光功率计，其结构图5所示，每次测量时，根据被测光的功率范围选用一个适用的探头进行测量，该解决方案无疑需要较多的探头，每个探头有光电探测器和相应的电路及结构件，成本较高，而且每个探头都要进行标定校准。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种宽量程光功率计，使得光路更简单。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种宽量程光功率计，包括光电探测器、光电信号放大及模数转换采样电路、控制计算单元，所述光电探测器的输出端与光电信号放大及模数转换采样电路的输入端相连，所述光电信号放大及模数转换采样电路的输出端与所述控制计算单元的输入端相连，所述光电探测器的输入端连接有用于调节测量量程的可调光衰减器；所述控制计算单元还通过衰减控制电路与所述可调光衰减器相连；所述控制计算单元用于将收到的光功率值和可调光衰减器的衰减值相加得到输入光纤中被测光的光功率值，其中，所述可调光衰减器的衰减值由所述控制计算单元控制所述衰减控制电路完成设置；所述可调光衰减器为1个或者级联的多个。

所述控制计算单元根据所测光功率的强弱控制所述衰减控制电路将可调光衰减器设置到相应的衰减档位：当所测光功率低，控制计算单元控制所述衰减控制电路将可调光衰减器切换至低衰减档位或者无衰减档位；当所测光功率强，控制计算单元控制所述衰减控制电路将可调光衰减器切换至高衰减档位。

所述控制计算单元还用于对所述可调光衰减器的档位的固定衰减值进行校准；所述控制计算单元通过计算光功率，将计算到的光功率与目标值进行比较，如果发现存在偏差，则控制所述衰减控制电路对可调光衰减器的衰减值进行调整，直至计算得到的光功率与目标值一致，存储控制参数完成校准。

所述可调光衰减器的衰减值范围在25dB以内。

所述可调光衰减器的衰减值范围在45dB以内。

所述可调光衰减器为MEMS光衰减器、机械式光衰减器、磁光衰减器、热光衰减器、声光衰减器、电流注入吸收式光衰减器或液晶光衰减器。

所述宽量程光功率计用于实现动态范围大于90dB的宽量程光功率测量。

所述宽量程光功率计用于实现动态范围大于110dB的宽量程光功率测量。

所述宽量程光功率计对波长在800nm至1700nm范围内的通信激光实现宽量程光功率测量。

所述控制计算单元还连接有人机接口和通信接口；所述人机接口实现对控制计算单元的输入控制和输出显示；所述通信接口实现数据及控制传输。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过在输入光路上串接可调光衰减器，同时增加衰减控制电路，在测试高光功率时，根据光功率的强弱，手动设置或者自动设置一个固定衰减值，功率计的光功率测量值为光电探测器测量值加上固定衰减值，从而达到使用一个光电探测器和一套光信号放大采样电路完成宽范围的光功率信号测试的目的，其光路简单，校准与普通光功率计一样，不需要增加额外的工作。另外，本发明成本较低，随着光衰减器，特别是MEMS光衰减器大量应用于光通信系统，光衰减器在性能提升的情况下，价格已经大幅降低，控制电路的成本也比较低廉，相对于多台设备或者多个光电探测器方案，本发明在解决宽量程技术途径上具有成本优势。本发明使用十分方便，一台设备和一个探头即可实现光功率的宽量程测量，不需要更换设备或者探头。

附图说明

图1是本发明串接单个可调光衰减器方案的结构示意图；

图2是本发明串接多个可调光衰减器方案的结构示意图；

图3是本发明多测试通道方案的结构示意图；

图4是现有技术中光功率计的结构示意图；