CN117074836B

CN117074836B - 一种激光器检测方法、检测器、电子设备及存储介质

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Publication number: CN117074836B
Application number: CN202311318155.5A
Authority: CN
Inventors: 解思尧; 李广生; 祝晓辉; 赵欣
Original assignee: Chengdu Mingyi Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Mingyi Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2023-10-12
Filing date: 2023-10-12
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2043-10-12
Also published as: CN117074836A

Abstract

本申请实施例提供了一种激光器检测方法、检测器、电子设备及存储介质，通过在一个周期中，向激光器输出第一电流，获取激光接收二极管处的第二电流；计算第一电流差和第二电流差，并根据第一电流差和第二电流差通过，计算电流变化率，判断电流变化率是否大于第一数值，来判断激光器是否存在扭折点，从而判断激光器是否合格，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，实现了激光器的自动化测试，极大地提高了测试效率。

Description

一种激光器检测方法、检测器、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，具体地说，涉及一种激光器检测方法、检测器、电子设备及存储介质。

背景技术

当前市场上激光器检测的一种应用方法为：给激光器加不同的电流，然后使用光纤跳线连接激光器和光功率计，测量出对应的光功率大小。实际应用中测试激光器基本都是买专门的LIV(光-电流-电压)测试机器，来进行激光器性能测试。这种测试方法虽然很精准，但是效率非常低，每次只能测试一个激光器，而且需要用光纤跳线来连接光路，更换激光器和插拔光纤跳线是难以实现自动化而必须需要人工进行操作的两个工序，导致了对激光器的生产效率的降低。

发明内容

本发明针对上述激光器的生产效率低的问题，提出一种激光器检测方法、检测器、电子设备及存储介质，通过在一个周期中，向激光器输出第一电流，获取激光接收二极管处的第二电流；计算第一电流差和第二电流差，并根据第一电流差和第二电流差判断激光器是否合格，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，在不连接光纤跳线的情况下，实现了对激光器的自动化测试。

本发明具体实现内容如下：

第一方面，本发明提供了一种激光器检测器，与激光器耦合；激光器包括激光发射二极管和激光接收二极管；检测器包括处理器和电流单元；处理器用于：

在一个周期中，控制电流单元向激光发射二极管输出第一电流；在相邻两个周期中，前一周期的第一电流小于后一周期的第一电流；

获取激光接收二极管处的第二电流；

计算第一电流差和第二电流差；第一电流差为相邻两个周期的第一电流的电流差；第二电流差为相邻两个周期的第二电流的电流差；

根据第一电流差和第二电流差判断激光器是否合格。

在一种可能的实施方式中，处理器具体用于：

计算第一电流变化量和第二电流变化量；第一电流变化量为前一周期的第一电流差与当前周期的第一电流差的电流差；第二电流变化量为当前周期的第一电流差与后一周期的第一电流差的电流差。

在一种可能的实施方式中，处理器具体用于：

计算电流变化率；电流变化率为第二电流变化量与第一电流变化量的比值；

根据电流变化率的大小，判断电流变化率是否大于第一数值，若电流变化率大于第一数值，则激光器存在扭折点，激光器不合格。

在一种可能的实施方式中，电流单元包括电流源和镜像电流器；

镜像电流器用于：接收第三电流，将第三电流按照设定比例复制为第一电流，并将向激光发射二极管输出第一电流；

处理器用于：控制电流源向激光发射二极管输出的第三电流的电流大小。

在一种可能的实施方式中，处理器还用于：

将第一电流和第二电流进行处理，得到阈值电流；阈值电流用于指示激光器开始发光的电流大小。

第二方面，本发明提供了一种激光器检测方法，该方法包括：

在一个周期中，向激光器输出第一电流；在相邻两个周期中，前一周期的第一电流小于后一周期的第一电流；

获取激光接收二极管处的第二电流；

根据第一电流差和第二电流差判断激光器是否合格。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：控制电流源向激光器输出的第三电流的电流大小；

接收第三电流，将第三电流按照设定比例复制为第一电流，并将向激光发射二极管输出第一电流。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：

第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括上述的激光器检测器和激光器；激光器检测器用于检测激光器是否合格。

第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括指令，当指令在上述的电子设备上运行时，使得上述电子设备执行上述的激光器检测方法。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明在不使用光纤跳线连接测试光功率的情况下，根据第一电流差和第二电流差的大小，进行激光器的重要性能测试判断激光器是否合格，极大地提升了激光器的生产效率。

（2）本发明通过判断电流变化率是否大于第一数值，来判断激光器是否存在扭折点，从而判断激光器是否合格，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，实现了激光器的自动化测试，极大地提高了测试效率。

（3）本发明可以连接多个激光器，对多个激光器进行可靠性实验，快速筛选出不合格的激光器。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种激光器的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种激光器检测器的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种第一电流与第二电流采样的ADC的数据的拟合曲线图。

图4为本申请实施例提供的再一种第一电流与第二电流采样的ADC的数据的拟合曲线图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的，不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。

除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本申请实施例提供了一种激光器检测器，图2所示，与激光器耦合；

如图1所示激光器包括激光发射二极管和激光接收二极管；激光检测器包括处理器和电流单元；处理器用于：

在一个周期中，控制电流单元向激光器输出第一电流；在相邻两个周期中，前一周期的第一电流小于后一周期的第一电流；

获取激光接收二极管处的第二电流；

根据第一电流差和第二电流差判断激光器是否合格。

工作原理：本申请实施例在不使用光纤跳线连接测试光功率的情况下，根据第一电流差和第二电流差的大小，进行激光器的重要性能测试判断激光器是否合格，极大地提升了激光器的生产效率。

实施例2：

本申请实施例在上述实施例1的基础上，如图1、图2所示，对处理器的具体功能进行说明。

处理器具体用于：

如图2所示，电流单元包括电流源和镜像电流器；

处理器具体用于：控制电流源向激光器输出的第三电流的电流大小；

镜像电流器用于：接收第三电流，将第三电流按照设定比例复制为第一电流，并将向激光发射二极管输出第一电流。

示例性地，处理器还用于：

本申请实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本申请实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，提出一种激光器检测方法，在一个周期中，向激光器输出第一电流；在相邻两个周期中，前一周期的第一电流小于后一周期的第一电流；

获取激光接收二极管处的第二电流；

根据第一电流差和第二电流差判断激光器是否合格。

示例性地，该方法还包括：

示例性地，该方法还包括：控制电流源向激光器输出的第三电流的电流大小；

示例性地，该方法还包括：

本申请实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本申请实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，如图3、图4所示，激光器的激光发射二极管采用半导体激光二极管LD，激光器的激光接收二极管采用背光检测二极管MPD，以一个具体的实施例进行详细说明。

本申请实施例借助激光器里面的背光检测光电二极管MPD的电流来进行激光器性能检测，在不用连接光纤跳线的情况下进行激光器的重要性能测试。使用该方法可以免除激光器在生产测试时插入光纤的麻烦，极大地提高了生产测试效率并显著降低了成本。

当前市场上常用的一般的激光器测试方法是：给激光器加不同的电流，然后使用光纤跳线连接激光器和光功率计，测量出对应的光功率大小。现在实际应用中测试激光器基本都是买专门的LIV(光-电流-电压)测试机器，来进行激光器性能测试。这种测试方法虽然很精准，但是效率非常低，每次只能测试一个激光器，而且需要用光纤跳线来连接光路，更换激光器和插拔光纤跳线是难以实现自动化而必须需要人工进行操作的两个工序，这也决定了生产效率会比较低。为了解决效率和成本的问题，本文提出一种新方法，借用MPD电流和光功率的关系对激光器进行性能检测，可以极大提高生产效率，极大降低生产成本。

具体实现方法如下:由光电二极管的特性可知激光器的背光检测二极管的输出电流 I_MPD和激光器输出光功率是成一次函数的关系，I_MPD=P*k，其中k可以看成是MPD的响应度，是固定的参数，和MPD本身性能和相对位置有关。因为MPD的电流相比光功率来说会更方便测量，所以可以直接测量I_MPD-I曲线来代替P-I曲线，最大的优点还是这种方法可以轻易实现自动化测试，可以大量样品同时进行测试。

测试原理如图1所示，设置不同的电流I然后测量记录对应的电流I_MPD，最后进行拟合计算，得到阈值电流、kink点、以及斜效率的变化率。

完整的实现步骤如下：

步骤1：通过单片机控制一个电流源，设置电流源输出电流I依次从0mA到120mA进行扫描，步进为1mA，需要说明的是，具体电流大小和步进可依据需求进行设置；

步骤2：通过镜像电流源电路把设置的电流I按照1：1大小复制成多路的电流I；

步骤3：把复制出来的电流I分别加到各个激光器上；

步骤4：把各个激光器的背光检测二极管MPD的输出电流I_MPD经过电路转换成电压后送入单片机采样转成ADC值；

步骤5：记录实时设置的电流I和每个端口对应的背光检测二极管MPD的输出电流I_MPD的采样值；

步骤6：将每一个激光器对应的电流I和对应的背光检测二极管MPD的输出电流I_MPD的采样值的数据进行处理，得到阈值电流I_th和kink点以及斜效率的变化率，阈值电流即激光器开始发光的电流，kink点即斜效率变化率>20%的点；

本申请实施例提出的方法也可以用于老化激光器的可靠性实验，可以快速筛选出的有问题的激光器。

如表1所示是测试的某一激光器在常温下的电流I和I_MPD采样的ADC的数据；

表1电流I与对应的电流I_MPD的ADC采样值

如图3所示，拟合得出线性部分的表达式为I_MPD=k*I-b，其中k是直线斜率，b是直线截距，然后阈值电流I_th=b/k。计算相邻的两个斜效率△I_MPD/△I和△I_MPD1/△I1，当（△I_MPD1/△I1-△I_MPD/△I）/(△I_MPD/△I)>20%时，判断当前点为kink点。（△I_MPD1/△I1-△I_MPD/△I）/(△I_MPD/△I)就是斜效率的变化率。

I_MPD=19.602*I-375.41，因此得到此激光器常温的阈值电流I_th为19.15mA，且此激光器无kink点。

如表2所示是测试的另外一激光器在常温下的电流I和电流I_MPD采样的ADC的数据；

表2 电流I与对应的电流I_MPD的ADC采样值

如图4所示，得到此激光器常温的阈值电流I_th为18.44mA，此激光器在72mA附近存在kink点。

使用本申请实施例提出的方法测试激光器在效率和成本上均有极大提升，因为可以轻易实现自动化测试，测试效率由传统的1分钟1PCS提升到1分钟200PCS以上。

本申请实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本申请实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，提供了一种电子设备，该电子设备包括至少一个上述第一方面的激光器检测器和激光器；该激光器检测器用于检测激光器是否合格。

本申请实施例还提供一种芯片系统。该芯片系统包括至少一个处理器和至少一个接口电路。至少一个处理器和至少一个接口电路可通过线路互联。处理器用于支持芯片系统实现上述方法实施例中的各个功能或者步骤，至少一个接口电路可用于从其它装置（例如存储器）接收信号，或者，向其它装置（例如通信接口）发送信号。该芯片系统可以包括芯片，还可以包括其他分立器件。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，当指令在上述的电子设备上运行时，使得上述电子设备执行上述第二方面的各个功能或步骤。

本申请实施例涉及的处理器可以是一个芯片。例如，可以是现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA），可以是专用集成芯片（application specificintegrated circuit，ASIC），还可以是系统芯片（system on chip，SoC），还可以是中央处理器（central processor unit，CPU），还可以是网络处理器（network processor，NP），还可以是数字信号处理电路（digital signal processor，DSP），还可以是微处理器（microcontroller unit，MCU），还可以是可编程处理器（programmable logic device，PLD）或其他集成芯片。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DigitalSubscriber Line，DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带），光介质（例如，DVD）、或者半导体介质（例如固态硬盘（Solid State Disk，SSD））等。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种激光器检测方法，将激光检测器与激光器耦合；所述激光器包括激光发射二极管和激光接收二极管；其特征在于，所述激光检测器包括相互连接的处理器和电流单元；

所述方法包括：

在一个周期中，控制所述电流单元向所述激光发射二极管输出第一电流，并获取所述激光接收二极管处的第二电流；然后计算第一电流差和第二电流差；最后根据所述第一电流差和所述第二电流差判断所述激光器是否合格；

其中，在相邻两个周期中，前一周期的所述第一电流小于后一周期的所述第一电流；

所述第一电流差为相邻两个周期的所述第一电流的电流差；

所述第二电流差为相邻两个周期的所述第二电流的电流差；

所述方法还包括：

计算第一电流变化量和第二电流变化量；所述第一电流变化量为前一周期的所述第一电流差与当前周期的所述第一电流差的电流差；所述第二电流变化量为当前周期的所述第一电流差与后一周期的所述第一电流差的电流差；

所述方法还包括：

计算电流变化率；所述电流变化率为所述第二电流变化量与所述第一电流变化量的比值；

根据所述电流变化率的大小，判断所述电流变化率是否大于第一数值，若所述电流变化率大于第一数值，则所述激光器存在扭折点，所述激光器不合格；

所述方法还包括：

接收第三电流，将所述第三电流按照设定比例复制为第一电流，并将向所述激光发射二极管输出所述第一电流；

控制所述电流源向所述激光发射二极管输出的第三电流的电流大小。

2.如权利要求1所述的一种激光器检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一电流和所述第二电流进行处理，得到阈值电流；所述阈值电流用于指示所述激光器开始发光的电流大小。

3.一种激光器检测器，与激光器耦合；所述激光器包括激光发射二极管和激光接收二极管；其特征在于，所述激光检测器包括相互连接的处理器和电流单元；

所述处理器用于：在一个周期中，控制所述电流单元向所述激光发射二极管输出第一电流，并获取所述激光接收二极管处的第二电流；然后计算第一电流差和第二电流差；最后根据所述第一电流差和所述第二电流差判断所述激光器是否合格；

所述第一电流差为相邻两个周期的所述第一电流的电流差；

所述第二电流差为相邻两个周期的所述第二电流的电流差；

所述处理器还用于：

计算电流变化率；所述电流变化率为所述第二电流变化量与所述第一电流变化量的商；

所述电流单元包括电流源和镜像电流器；

所述镜像电流器用于：接收第三电流，将所述第三电流按照设定比例复制为第一电流，并向所述激光发射二极管输出所述第一电流；

所述处理器用于：控制所述电流源向所述激光发射二极管输出的第三电流的电流大小。

4.如权利要求3所述的一种激光器检测器，其特征在于，所述处理器还用于：

5.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求3-4任一项所述的激光器检测器和所述激光器；所述激光器检测器用于检测所述激光器是否合格。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在如权利要求5所述的电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如权利要求1-2任一项所述的激光器检测方法。