5與連接于三 極管Q3發(fā)射極的二極管D3相連后通過(guò)電容C2接地，從二極管D3和電阻R5的并聯(lián)節(jié)點(diǎn)輸出增 益電壓信號(hào);其中二極管D3的陰極連接并聯(lián)節(jié)點(diǎn)，陽(yáng)極連接三極管Q3的發(fā)射極，三極管Q3是 PNP型三極管，三極管Q4是NPN型三極管。二級(jí)放大電路是一個(gè)由電阻R5構(gòu)成的二級(jí)跨阻放 大電路，進(jìn)行電壓放大，增益大小由R4、R5決定:Vo = Vin*R5/R4，需要說(shuō)明的是，同時(shí)二極管 D3和電容C2還構(gòu)成峰值保持電路。
[0033]轉(zhuǎn)換后的光信號(hào)經(jīng)過(guò)一級(jí)放大電路和二級(jí)放大電路放大后送入功率峰值保持和 采集模塊，功率峰值保持和采集模塊的具體電路結(jié)構(gòu)如圖9所示。
[0034]對(duì)探測(cè)器探測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、保持和AD轉(zhuǎn)換后，將處理完成的信號(hào)送入 到信號(hào)處理電路中，最終送入到中央處理模塊進(jìn)行處理，中央處理模塊是一個(gè)控制計(jì)算機(jī)。 信號(hào)處理電路采用AD7928作為數(shù)據(jù)采集芯片，通過(guò)SPI總線與中央控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，外 部采用AD780AR作為電壓基準(zhǔn);將采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，時(shí)時(shí)顯示激光脈沖信號(hào)的峰值 功率信息，配合成套激光衰減片能滿足寬功率范圍、低頻、窄脈寬激光脈沖峰值功率的準(zhǔn)確 測(cè)試?？刂朴?jì)算機(jī)接收到光電探測(cè)器經(jīng)過(guò)放大和保持的電壓信號(hào)后，根據(jù)輸入的激光波長(zhǎng)， 調(diào)用探測(cè)器的歸一化響應(yīng)度，得到系統(tǒng)的測(cè)試功率，結(jié)合衰減器的衰減倍數(shù)，得到激光照射 器的實(shí)際功率。功率測(cè)量部分主要包括波長(zhǎng)選擇、功率顯示、單位切換、響應(yīng)度顯示和衰減 量設(shè)置等。脈沖測(cè)量部分主要由檔位選擇、示波界面和結(jié)果輸出等組成，用戶通過(guò)示波界面 中的標(biāo)尺，選定相應(yīng)的波形范圍，由系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量后，根據(jù)選擇的相應(yīng)檔位將結(jié)果實(shí)時(shí)的顯 示出來(lái)。下面對(duì)具體的計(jì)算過(guò)程做出詳細(xì)說(shuō)明：
[0035]根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)由3塊鏡片組成，共有6個(gè)面，假設(shè)鍍膜后的透過(guò)率均為97%以 上，則到達(dá)探測(cè)器的光功率約為
[0036] lX(0.97)6 = 0.833yff
[0037] 根據(jù)InGaAs探測(cè)器的響應(yīng)曲線，在1064nm處探測(cè)器的響應(yīng)度為0.6A/W，則產(chǎn)生的 光電流大小為：
[0038] 1 = 0.6*0.833 = 0.5μΑ
[0039] 激光信號(hào)的脈寬為10~30ns，則對(duì)于脈寬為10ns的激光信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為電荷時(shí)， 可以用如下公式計(jì)算：
[0040] q=i · t = 〇.5Xl〇Xl〇-9 = 5X10-9
[0041]假設(shè)現(xiàn)在所用探測(cè)器的電容為40pf，則對(duì)于脈寬為10ns的激光信號(hào)，加載到探測(cè) 器電容上的電壓可以用如下公式計(jì)算：
[0043] 通常情況下，探測(cè)器的前置放大器就可以輕松的實(shí)現(xiàn)對(duì)μν量級(jí)信號(hào)的放大。
[0044] 根據(jù)實(shí)際使用要求，激光的脈寬范圍為10~50ns(帶寬為10-50ΜΗΖ)，因此可以選 擇放大器的帶寬為5~80MHz ;根據(jù)已知，探測(cè)器噪聲的小功率為6 X丨(廣5/// ，則探測(cè) 器的噪聲電流可以用下述公式計(jì)算出來(lái)：
[0046] 從上述計(jì)算結(jié)果可以看出，噪聲電流的大小為23.46pA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于激光信號(hào)產(chǎn)生的 光電流〇. 5μΑ。
[0047] 根據(jù)目前衰減片的制作工藝水平，最大可以達(dá)到120dB的衰減倍數(shù)，從而能夠使得 激光微脈沖峰值功率的測(cè)試范圍大大擴(kuò)展，因此，對(duì)于大功率激光信號(hào)，完全可以將其進(jìn)行 衰減探測(cè)，對(duì)小功率信號(hào)可以進(jìn)行直接探測(cè)，而本發(fā)明提出的增加光學(xué)匯聚模塊，將小信號(hào) 匯聚成點(diǎn)光源進(jìn)行間接探測(cè)的發(fā)明，能夠使得測(cè)試效果更加良好。
[0048]以上給出了本發(fā)明具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在本 發(fā)明給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技術(shù)手 段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的發(fā) 明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案 仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換電路以及信號(hào)處理 電路，以及連接于光電轉(zhuǎn)換電路前端用于消除像差、減小焦斑尺寸的光學(xué)匯聚模塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述光學(xué)匯 聚模塊是三片式分離復(fù)合的光學(xué)系統(tǒng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述三片式 分離復(fù)合結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)的三片透鏡鏡片采用A+A+B結(jié)構(gòu)方式，所述A透鏡的凸面半徑為 600mm，凹面半徑為無(wú)窮大;所述B透鏡的凸面半徑685mm，凹面半徑為588mm;兩個(gè)種透鏡的 外徑均為170mm，且結(jié)構(gòu)方式為兩A透鏡凹面朝向一致，位于中間的A透鏡與B透鏡的凹面相 對(duì)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn) 換電路包括光電轉(zhuǎn)換模塊、多級(jí)放大電路、功率峰值保持電路。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述多級(jí)放 大電路是由一級(jí)跨阻放大器、二級(jí)跨阻放大器串聯(lián)構(gòu)成的二級(jí)放大電路。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn) 換模塊連接于所述一級(jí)跨阻放大器的輸入端。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述二級(jí)跨 阻放大器輸出端連接有接地電容，同時(shí)接地電容與輸出端連接的位置還接有二極管的陰 極，二極管的陽(yáng)極連接二級(jí)跨阻放大器的電源正端，所述二極管和電容構(gòu)成功率峰值保持 電路。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn) 換模塊采用激光微功率探測(cè)用探測(cè)器，所述裝置對(duì)探測(cè)器系統(tǒng)進(jìn)行二次恒溫封裝。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，所述功率峰 值保持電路，由多級(jí)放大濾波電路、峰值保持電路，高速A/D轉(zhuǎn)換電路組成。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，信號(hào)處理 電路采用AD7928作為數(shù)據(jù)采集芯片，通過(guò)SPI總線與中央控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，外部采用 AD780AR作為電壓基準(zhǔn)。
【專利摘要】一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換電路以及信號(hào)處理電路，以及連接于光電轉(zhuǎn)換電路前端用于消除像差、減小焦斑尺寸的光學(xué)匯聚模塊。本發(fā)明提供的一種激光微脈沖峰值功率測(cè)試裝置，其特征在于，通過(guò)光學(xué)匯聚模塊將探測(cè)到的激光匯聚成為一個(gè)光斑點(diǎn)，然后再通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成為電流信號(hào)，然后再進(jìn)行后續(xù)轉(zhuǎn)換計(jì)算,能夠很好的適應(yīng)這種低頻、窄脈寬形式的脈沖激光峰值功率測(cè)試。
【IPC分類】G01J1/46
【公開(kāi)號(hào)】CN105606213
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510887704
【發(fā)明人】樊憲唐, 趙曉霞, 李金全
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月5日