一種vcsel的多參數測試裝置及方法
【專利摘要】本發明公開一種VCSEL的多參數測試裝置及方法，該裝置及方法包括：可調電流源給VCSEL供電、準直透鏡接收VCSEL的發散激光并輸出平行光束、消偏振分光鏡接收平行光束并分別輸出第一和第二光束、聚焦透鏡將第一光束聚焦為聚焦光束、光纖探頭接收聚焦光束并輸出測試信號至光纖光譜儀測量光譜參數、偏振分光鏡將第二光束分光，分別輸出水平線偏振光束和垂直線偏振光束至第一、第二光電探測器并分別測量光強，分別記錄以上兩個光強首次不為零時可調電流源的電流為水平和垂直偏振模式的閾值。本發明所述技術方案，解決了對VCSEL的多參數高效測試的問題，可同時測量VCSEL的光譜參數、水平偏振模式的閾值和垂直偏振模式的閾值。
【專利說明】—種乂031的多參數測試裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及原子鐘光源系統測試【技術領域】。更具體地，涉及一種垂直腔面發射激光器7(:321的多參數測試裝置及方法。
【背景技術】
[0002]垂直腔面發射激光器0^11:78111-^806 ￡11111:1:111? 1&861-:70821)是一種基于半導體技術的小型化激光器，與傳統激光系統相比具有低閾值、單縱模工作、動態調制頻率高、易實現二維集成等優點，在新型原子鐘、光通信、光互聯、空間技術、圖像信號處理等【技術領域】有著十分廣泛的應用。基于光學技術的新型原子鐘領域是當今先進時頻技術的重要發展方向，具有體積小、指標高、功耗低的特點，包括'原子鐘、離子微波鐘、氣泡型光抽運銫原子鐘、光鐘等新型原子鐘已經在導航定位、空間探測、時頻同步系統、高速通信以及守時授時技術等多個關鍵領域得到了廣泛應用。
[0003]70821激光器作為原子鐘光電系統的光源裝置，其工作特性的優劣直接影響著整鐘系統的性能。對于一個激光器來說，閾值行為是其最基本的工作特性，并且在不同的偏振配置下激光器可能會展現出不同的行為特性，這些特性直接決定了整體光電系統的研制測試方案以及所能達到的技術指標。因此，無論在科學研究還是實際工程應用中，快速準確把握7(^3此激光器的各項關鍵參數能夠直接為相關光電系統的研制開發提供非常重要的技術支持和理論制導，具有不可替代的核心作用。但是目前的參數測試系統或裝置僅能對其光譜、閾值、偏振等光電參數進行單獨測量。如果想獲得7(:321的光譜、水平偏振模式的閾值、垂直偏振模式的閾值等多個參數，需要利用不同的測試裝置分別進行測量，需要耗費大量時間和人力，不能實現多參數的高效測試。
[0004]因此，需要提供一種7(:321的多參數測試裝置及其測試方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種7(:321的多參數測試裝置及方法。
[0006]為達到上述目的，本發明采用下述技術方案:
[0007]一種7(:321的多參數測試裝置，該裝置包括:可調電流源、準直透鏡、消偏振分光鏡、偏振分光鏡、聚焦透鏡、光纖探頭、光纖光譜儀、第一光電探測器和第二光電探測器；
[0008]可調電流源給7(^3此提供驅動電流，使7(^3此輸出發散激光；
[0009]準直透鏡接收發散激光并輸出平行光束；
[0010]消偏振分光鏡接收平行光束并分別輸出沿第一光路傳播的第一光束和沿第二光路傳播的第二光束，其中第一光束和第二光束可表不為反射光束與透射光束；
[0011]聚焦透鏡將第一光束聚焦為聚焦光束；
[0012]光纖探頭接收聚焦光束并發送至光纖光譜儀；
[0013]偏振分光鏡將第二光束分光，分別輸出水平線偏振光束至第一光電探測器，輸出垂直線偏振光束至第二光電探測器。
[0014]優選地，該裝置進一步包括分別與光纖光譜儀、第一光電探測器和第二光電探測器連接的顯示裝置。
[0015]優選地，可調電流源給7(^3此提供的驅動電流值為0—至5—。
[0016]優選地，準直透鏡的焦距為30臟至70臟。
[0017]優選地，聚焦透鏡的焦距為30臟至70臟。
[0018]優選地，偏振分光鏡的偏振比為大于10000:1。
[0019]優選地，光纖光譜儀的工作波長為600咖至1600鹽。
[0020]一種基于上述V”此的多參數測試裝置的V”此的多參數測試方法，該方法包括步驟:
[0021]將7(^3此輸出的發散激光準直為平行光束；
[0022]將所述平行光束分光為沿第一光路傳播的第一光束和沿第二光路傳播的第二光束；
[0023]利用光纖光譜儀接收所述第一光束聚焦后的測試信號并測試7(:321的光譜參數；
[0024]將所述第二光束分光為水平線偏振光束和垂直線偏振光束；
[0025]由0八開始逐漸增大可調電流源給V”此提供的驅動電流，將第一光電探測器測量得到的水平線偏振光束的光強首次不為零時可調電流源的電流值記錄為的水平線偏振光束閾值，將第二光電探測器測量得到的垂直線偏振光束的光強首次不為零時可調電流源的電流值記錄為的垂直線偏振光束閾值。
[0026]優選地，該方法進一步包括:分別對來自光纖光譜儀的7(:321的光譜參數、來自第一光電探測器的電壓信號和來自第二光電探測器的電壓信號進行顯示。
[0027]本發明的有益效果如下:
[0028]本發明提出了一種7(:321多參數測試裝置及方法，利用該裝置及方法可以在一次逐漸增大輸入電流的過程中同時對此的光譜參數、水平偏振模式的閾值、垂直偏振模式的閾值等多參數進行測量，解決了此多參數高效測試的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0030]圖1示出一種的多參數測試裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。
[0032]一種7(:321的多參數測試裝置及方法。
[0033]圖1所示包括待測和測試裝置，其中7(:321的多參數測試裝置包括:可調電流源2、準直透鏡3、消偏振分光鏡4、偏振分光鏡5、聚焦透鏡6、光纖探頭7、光纖光譜儀8、計算機9、第一光電探測器10、第二光電探測器11。
[0034]V”此的多參數測試裝置具體連接方式如下:
[0035]待測7(^11在可調電流源2的提供的驅動電流下，產生發散激光；
[0036]發散激光通過準直透鏡3形成平行光束，待測與準直透鏡3的距離等于準直透鏡3的焦距，準直透鏡3的焦距為50111111 ；
[0037]平行光束通過消偏振分光鏡4形成反射光束和透射光束兩部分；
[0038]反射光束通過聚焦透鏡6形成聚焦光束；
[0039]聚焦光束由光纖探頭7接收并輸出測試信號到光纖光譜儀8，光纖探頭7聚焦透鏡6的距離等于聚焦透鏡6的焦距，聚焦透鏡6的焦距為50111111，光纖光譜儀8的動態范圍(工作波長)為 60011111-160011111 ；
[0040]光纖光譜儀8測試的光譜參數；
[0041〕 透射光束通過偏振分光鏡5形成的水平線偏振光束和的垂直線偏振光束，偏振分光鏡的偏振比為10000:1 ；
[0042]708211的水平線偏振光束的光強由第一光電探測器10測量，708211的垂直線偏振光束的光強由第二光電探測器11測量；
[0043]708211的光譜參數、第一光電探測器10的電壓信號和第二光電探測器11的電壓信號輸入至計算機9并由計算機9顯示。
[0044]一種的多參數測試方法步驟如下:
[0045]將待測7(:321輸出的發散激光準直為平行光束；
[0046]將平行光束分光反射光束和透射光束；
[0047]將反射光束聚焦為聚焦光束；
[0048]利用光纖探頭7接收聚焦光束并輸出測試信號到光纖光譜儀8 ；
[0049]利用光纖光譜儀8測試的光譜參數；
[0050]將光纖光譜儀8測量得到的光譜參數輸入計算機9，計算機9顯示的結果為待測^08211的工作波長為795咖；
[0051]利用偏振分光鏡5將透射光束分光為水平線偏振光束和垂直線偏振光束；
[0052]由0八開始逐漸增大可調電流源2給待測提供的驅動電流，當計算機9顯示出第一光電探測器10首次出現電壓信號，即第一光電探測器10測量得到的水平線偏振光束的光強首次不為0時可調電流源2的電流為第一電流，記錄第一電流的值0.2—為7(:321的水平線偏振光束閾值，在同一次由0八開始逐漸增大可調電流源2給待測提供的驅動電流的過程中，當計算機9顯示出第二光電探測器11首次出現電壓信號，即第二光電探測器11測量得到的垂直線偏振光束的光強首次不為0時可調電流源2的電流大小為第二電流，記錄第二電流的值0.4^為7(^21的垂直線偏振光束閾值；
[0053]完成乂⑶此1的多參數測試。
[0054]綜上所述，已經清楚詳細地描述了本發明提出的一種7(:321的多參數測試裝置及方法，利用該裝置及方法可以在一次逐漸增大輸入電流的過程中同時對[的光譜參數、水平偏振模式的閾值、垂直偏振模式的閾值等多參數進行測量，解決了此多參數高效測試的關鍵問題。
[0055]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【權利要求】
1.一種VCSEL的多參數測試裝置，其特征在于，該裝置包括:可調電流源(2)、準直透鏡(3)、消偏振分光鏡(4)、偏振分光鏡(5)、聚焦透鏡(6)、光纖探頭(7)、光纖光譜儀(8)、第一光電探測器(10)和第二光電探測器(11)； 可調電流源(2)給VCSEL(I)提供驅動電流，使待測VCSEL(I)輸出發散激光； 準直透鏡(3)接收所述發散激光并輸出平行光束； 消偏振分光鏡(4)接收所述平行光束并分別輸出沿第一光路傳播的第一光束和沿第二光路傳播的第二光束； 聚焦透鏡(6)將所述第一光束聚焦為聚焦光束； 光纖探頭(7)接收所述聚焦光束并輸出測試信號至光纖光譜儀(8)； 偏振分光鏡(5)將所述第二光束分光，分別輸出水平線偏振光束至第一光電探測器(10)，輸出垂直線偏振光束至第二光電探測器(11)。
2.根據權利要求1所述VCSEL的多參數測試裝置，其特征在于，該裝置進一步包括分別與光纖光譜儀(8)、第一光電探測器(10)和第二光電探測器(11)連接的顯示裝置(9)。
3.根據權利要求1所述VCSEL的多參數測試裝置，其特征在于，所述可調電流源(2)給VCSEL(I)提供的驅動電流值為OmA至5mA。
4.根據權利要求1所述VCSEL的多參數測試裝置，其特征在于，所述準直透鏡(3)的焦距為30mm至70臟。
5.根據權利要求1所述VCSEL的多參數測試裝置，其特征在于，所述聚焦透鏡(6)的焦距為30mm至70臟。
6.根據權利要求1所述VCSEL的多參數測試裝置，其特征在于，所述偏振分光鏡(5)的偏振比為大于10000:1。
7.根據權利要求1所述VCSEL的多參數測試裝置，其特征在于，所述光纖光譜儀(8)的工作波長為600nm至1600nm。
8.一種基于權利要求1所述裝置的VCSEL的多參數測試方法，其特征在于，該方法包括步驟: 將VCSEL輸出的發散激光準直為平行光束； 將所述平行光束分光為沿第一光路傳播的第一光束和沿第二光路傳播的第二光束； 利用光纖光譜儀(8)接收所述第一光束聚焦后的測試信號并測試VCSEL(I)的光譜參數； 將所述第二光束分光為水平線偏振光束和垂直線偏振光束； 由OA開始逐漸增大可調電流源(2)給VCSEL(I)提供的驅動電流，將第一光電探測器(10)測量得到的水平線偏振光束的光強首次不為零時可調電流源(2)的電流值記錄為VCSEL(I)的水平線偏振光束閾值，將第二光電探測器(11)測量得到的垂直線偏振光束的光強首次不為零時可調電流源(2)的電流值記錄為VCSEL(I)的垂直線偏振光束閾值。
9.根據權利要求8所述VCSEL的多參數測試方法，其特征在于，該方法進一步包括:分別對來自光纖光譜儀(8)的VCSEL(I)的光譜參數、來自第一光電探測器(10)的電壓信號和來自第二光電探測器(11)的電壓信號進行顯示。
【文檔編號】G01M11/02GK104297598SQ201410558638
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】石凡, 楊仁福, 年豐, 張升康, 崔永順, 張振偉, 趙環, 王暖讓, 馮克明 申請人:北京無線電計量測試研究所