象限光电探测器频率响应特性参数测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，属于光电检测领域。本发明专利技术的装置包括扫频激光激励光源1、光纤分束模块2、高速光电探测模块3、激光聚焦扫描模块4、象限光电探测器适配模块5、信号调理模块6、高速数据采集存储模块7、数据处理模块8以及输入输出接口模块9，本发明专利技术利用高速扫频激光信号作为激励，结合基于激光探测器等效电路模型的激光探测器频率响应参数拟合算法，实现象限光电探测器频率响应特性参数测量，实现象限光电探测器频率响应特性参数测量，有效解决了现有光电探测器频率响应特性参数测量装置测量过程繁琐，测试耗时长且易受外界噪声干扰的问题，满足象限光电探测器的科研生产的测量需求。

【技术实现步骤摘要】
象限光电探测器频率响应特性参数测量装置
本专利技术属于光电检测
，具体涉及一种象限光电探测器频率响应特性参数测量装置。
技术介绍
象限光电探测器作为激光制导类装备捕获目标、判断目标位置的重要部件，主要用于接收导引脉冲激光信号进行光电转换。频率响应特性参数作为表征光电探测器对不同频率光信号激励响应能力的核心参数是评价象限光电探测器性能的重要技术指标，因此，象限光电探测器的研制、生产及装配过程中，需要对其频率响应特性参数进行严格测试。目前，光电探测器频率响应特性参数测量装置通常采用单频正弦激励信号作为激励源，在光电探测器的工作频段内从低频到高频选取若干测试点，逐个频点进行稳态测试，测量过程繁琐，而且由于象限光电探测器由多个象元组成，需对每个象元进行逐一扫描测试，因此完成一个象限光电探测器全频段的频率响应特性测试耗费时间很长，效率极低，难以满足象限光电探测器生产、检验的使用要求。同时，由于测量装置的工作频带宽、测量时间长，外界噪声干扰将降低频率响应特性参数的测量准确性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，以解决现有技术存在的测量过程繁琐，测试耗时长且易受外界噪声干扰的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，所述装置包括扫频激光激励光源(1)、光纤分束模块(2)、高速光电探测模块(3)、激光聚焦扫描模块(4)、象限光电探测器适配模块(5)、信号调理模块(6)、高速数据采集存储模块(7)、数据处理模块(8)以及输入输出接口模块(9)；所述扫频激光激励光源(1)用于提供扫频激光激励信号，其通过单模光纤与所述光纤分束模块(2)连接；所述光纤分束模块(2)用于激励激光信号进行功率分配，通过单模光纤分别与所述高速光电探测模块(3)和所述激光聚焦扫描模块(4)连接；所述高速光电探测模块(3)与所述高速数据采集存储模块(7)连接，实现激励激光信号功率计波形监测；所述激光聚焦扫描模块(4)与所述象限光电探测器适配模块(5)进行刚性连接，被测象限光电探测器固定安装在所述象限光电探测器适配模块(5)上，所述激光聚焦扫描模块(4)将扫频激光激励信号聚焦后输入所述被测象限光电探测器待测象元；所述象限光电探测器适配模块(5)用于待测象元响应电信号选通输出，并顺次连接所述信号调理模块(6)以及所述高速数据采集存储模块(7)，实现待测象元响应电信号波形测量；所述数据处理模块(8)分别与所述激光聚焦扫描模块(4)、所述象限光电探测器适配模块(5)以及所述高速数据采集存储模块(7)连接，用于控制所述激光聚焦扫描模块(4)和所述象限光电探测器适配模块(5)实现象限光电探测器逐象元扫描测试，并解算待测象元频率响应特性参数；所述输入输出接口模块(9)与所述数据处理模块(8)连接，用于测量结果传输、显示并提供人机交互界面。(三)有益效果本专利技术提出一种象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，相较于公知光电探测器频率响应参数测量装置采用单频正弦激励信号作为激励源，在待测频带内选取若干测试点，逐个频点进行稳态测试，测量流程繁杂，耗费时间长。本专利技术基于动态扫频设计，采用扫频激光激励光源1频率范围为DC～1GHz的，扫频周期为1s的扫频信号作为激励，完成象元全频段的频率响应特性测试时间仅为1s，大大缩短了测量时间，提高了测试效率。同时，相较于公知光电探测器频率响应参数测量装置根据测试频点的测量结果直接插值拟合计算光电探测器频率响应参数的解算方法，易受外界噪声干扰。本专利技术采用基于激光探测器等效电路模型的激光探测器频率响应参数拟合算法，利用扫频激光激励信号波形数据和待测象元响应电压信号波形数据，对基于象限光电探测器等效模型的频率响应特性曲线模板参数进行解算，在解算过程中，扫频激光激励信号波形数据和待测象元响应电压信号波形数据中叠加的外界噪声干扰将导致频率响应特性曲线模板参数解算结果异常，通过设定阈值可进行异常值识别和剔除，从而有效降低了外界噪声对激光探测器频率响应参数测量造成的不良影响，进一步提高象限光电探测器频率响应特性参数测量准确性。附图说明图1是本专利技术提供的象限光电探测器频率响应参数测量装置原理示意图。图中：1扫频激光激励光源，2光纤分束模块，3高速光电探测模块，4激光聚焦扫描模块，5象限光电探测器适配模块，6信号调理电路，，7高速数据采集存储模块，8数据处理模块，9输入输出接口模块。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术的目的是针对现有技术存在的测量过程繁琐，测试耗时长且易受外界噪声干扰的问题，提供一种激光制导探测器频率响应特性参数校准装置，可实现象限光电探测器频率响应特性参数快速、准确测量，其测量频带范围为DC～1GHz，响应度校准范围为0.1A/W～20A/W，全频段的频率响应特性参数测量时间为1s，测量误差为±5％。本专利技术所提出的象限光电探测器频率响应特性参数校准装置，其特征在于，包括：扫频激光激励光源1、光纤分束模块2、高速光电探测模块3、激光聚焦扫描模块4、象限光电探测器适配模块5、信号调理模块6、高速数据采集存储模块7、数据处理模块8以及输入输出接口模块9。其中，扫频激光激励光源1用于提供扫频激光激励信号，其通过单模光纤与光纤分束模块2连接；光纤分束模块用于激励激光信号进行功率分配，通过单模光纤分别与高速光电探测模块3和激光聚焦扫描模块4连接；高速光电探测模块3与高速数据采集存储模块7连接，实现激励激光信号功率计波形监测；激光聚焦扫描模块4与象限光电探测器适配模块5进行刚性连接，被测象限光电探测器固定安装在象限光电探测器适配模块5上，激光聚焦扫描模块4将扫频激光激励信号聚焦后输入象限光电探测器待测象元；象限光电探测器适配模块5用于待测象元响应电信号选通输出，并顺次连接信号调理模块6以及高速数据采集存储模块7，实现待测象元响应电信号波形测量；数据处理模块8分别与激光聚焦扫描模块4、象限光电探测器适配模块5以及高速数据采集存储模块7连接，用于控制激光聚焦扫描模块4和象限光电探测器适配模块5实现象限光电探测器逐象元扫描测试，并解算待测象元频率响应特性参数；输入输出接口模块9与数据处理模块8连接，用于测量结果传输并提供人机交互界面。所述扫频激光激励光源1采用光外差技术产生高频信号，通过温度调谐方法，实现信号频率调整，温度调节速率为0.3℃/s，温度调节精度为0.15℃，可无需外部控制，实现频率范围为DC～1GHz，扫频周期为1s的扫频激光信号输出。所述高速光电探测模块3采用带宽为3GHz的直流耦合InGaAs光电探测器，在DC～1GHz的频段内，频率响应特性曲线的平坦度优于1％。所述激光聚焦扫描模块4由光纤聚焦镜、高精度三维电控位移平台组成，光纤聚焦镜与高精度三维电控位移平台进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，其特征在于，所述装置包括扫频激光激励光源(1)、光纤分束模块(2)、高速光电探测模块(3)、激光聚焦扫描模块(4)、象限光电探测器适配模块(5)、信号调理模块(6)、高速数据采集存储模块(7)、数据处理模块(8)以及输入输出接口模块(9)；/n所述扫频激光激励光源(1)用于提供扫频激光激励信号，其通过单模光纤与所述光纤分束模块(2)连接；/n所述光纤分束模块(2)用于激励激光信号进行功率分配，通过单模光纤分别与所述高速光电探测模块(3)和所述激光聚焦扫描模块(4)连接；/n所述高速光电探测模块(3)与所述高速数据采集存储模块(7)连接，实现激励激光信号功率计波形监测；/n所述激光聚焦扫描模块(4)与所述象限光电探测器适配模块(5)进行刚性连接，被测象限光电探测器固定安装在所述象限光电探测器适配模块(5)上，所述激光聚焦扫描模块(4)将扫频激光激励信号聚焦后输入所述被测象限光电探测器待测象元；/n所述象限光电探测器适配模块(5)用于待测象元响应电信号选通输出，并顺次连接所述信号调理模块(6)以及所述高速数据采集存储模块(7)，实现待测象元响应电信号波形测量；/n所述数据处理模块(8)分别与所述激光聚焦扫描模块(4)、所述象限光电探测器适配模块(5)以及所述高速数据采集存储模块(7)连接，用于控制所述激光聚焦扫描模块(4)和所述象限光电探测器适配模块(5)实现象限光电探测器逐象元扫描测试，并解算待测象元频率响应特性参数；/n所述输入输出接口模块(9)与所述数据处理模块(8)连接，用于测量结果传输、显示并提供人机交互界面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，其特征在于，所述装置包括扫频激光激励光源(1)、光纤分束模块(2)、高速光电探测模块(3)、激光聚焦扫描模块(4)、象限光电探测器适配模块(5)、信号调理模块(6)、高速数据采集存储模块(7)、数据处理模块(8)以及输入输出接口模块(9)；
所述扫频激光激励光源(1)用于提供扫频激光激励信号，其通过单模光纤与所述光纤分束模块(2)连接；
所述光纤分束模块(2)用于激励激光信号进行功率分配，通过单模光纤分别与所述高速光电探测模块(3)和所述激光聚焦扫描模块(4)连接；
所述高速光电探测模块(3)与所述高速数据采集存储模块(7)连接，实现激励激光信号功率计波形监测；
所述激光聚焦扫描模块(4)与所述象限光电探测器适配模块(5)进行刚性连接，被测象限光电探测器固定安装在所述象限光电探测器适配模块(5)上，所述激光聚焦扫描模块(4)将扫频激光激励信号聚焦后输入所述被测象限光电探测器待测象元；
所述象限光电探测器适配模块(5)用于待测象元响应电信号选通输出，并顺次连接所述信号调理模块(6)以及所述高速数据采集存储模块(7)，实现待测象元响应电信号波形测量；
所述数据处理模块(8)分别与所述激光聚焦扫描模块(4)、所述象限光电探测器适配模块(5)以及所述高速数据采集存储模块(7)连接，用于控制所述激光聚焦扫描模块(4)和所述象限光电探测器适配模块(5)实现象限光电探测器逐象元扫描测试，并解算待测象元频率响应特性参数；
所述输入输出接口模块(9)与所述数据处理模块(8)连接，用于测量结果传输、显示并提供人机交互界面。


2.如权利要求1所述的象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，其特征在于，所述扫频激光激励光源(1)采用光外差技术产生高频信号，通过温度调谐方法，实现信号频率调整，温度调节速率为0.3℃/s，温度调节精度为0.15℃，无需外部控制，实现频率范围为DC～1GHz，扫频周期为1s的扫频激光信号输出。


3.如权利要求1所述的象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，其特征在于，所述光纤分束模块(2)包括光纤分束器，用于扫频激励激光功率分配，其中光纤分束器分束比为1：1。


4.如权利要求1所述的象限光电探测器频率响应特性参数测量装置，其特征在于，所述高速光电探测模块(3)采用带宽为3GHz的直流耦合InGaAs光电探测器，在DC～1GHz的频段内，频率响应特性曲线的平坦度优于1％。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆安，樊红英，蒋泽伟，张浩，陈好，王询，高伟翔，
申请(专利权)人：西南技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51