雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法、装置及系统，包括初始化雪崩光电二极管的初始偏置电压和初始工作温度，且获取参考光纤在恒温水浴装置中，接收光信号后的初始电压幅值；控制雪崩光电二极管的工作温度调整至目标工作温度；在目标工作温度下，通过调节偏置电压以使参考光纤的电压幅值恢复至初始电压幅值，得到调节后的偏置电压；根据调节后的偏置电压、初始偏置电压、初始工作温度和目标工作温度得到当前温度区间的雪崩电压温度系数。利用现有的常规DTS系统，以置于恒温区的参考光纤的电压幅值为参考，动态调节偏置电压，脱离额外的恒温实验箱和独立的标定测试工装，不用设计额外的硬件和软件算法，实现在系统测量和补偿。现在系统测量和补偿。现在系统测量和补偿。

【技术实现步骤摘要】
雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及光通信和光传感
，特别是涉及一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]雪崩光电二极管(Avanlanche Photonic Diode，APD)是在光通信和光传感领域经常使用的光器件，由于其具有雪崩增益特性，故使用时需要加反偏电压，反偏电压的具体数值与APD的材料、封装工艺有关，雪崩电压与温度有明显的正比例关系，并且在不同的温度区间温度系数不一致，即不是线性的，并且不同的APD二极管之间的温度系数其离散性较大，很难准确测量雪崩电压的温度系数。
[0004]现有的测量方法一般是设计专用的APD测试工装，然后利用独立的恒温箱和独立的测试工装测量其温度系数；但是该种方法费时费力，且由于其他光无源器件(如波分复用器等)的差异导致测量温度系数受到影响，而无法保证测量的精准。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法、装置及系统，利用常规的DTS光纤分布式测温系统的软件和硬件,以置于恒温区的参考光纤的电压幅值为参考，动态调节偏置电压，脱离额外的恒温实验箱单独标定，不用设计单独的算法，工艺简单，实现在系统测量和补偿。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法，其特征在于，包括：
[0008]初始化雪崩光电二极管的初始偏置电压和初始工作温度，且获取参考光纤在恒温水浴装置中，接收光信号后的初始电压幅值；
[0009]控制雪崩光电二极管的工作温度调整至目标工作温度；
[0010]在目标工作温度下，通过调节偏置电压以使参考光纤的电压幅值恢复至初始电压幅值，得到调节后的偏置电压；
[0011]根据调节后的偏置电压、初始偏置电压、初始工作温度和目标工作温度得到当前温度区间的雪崩电压温度系数。
[0012]作为可选择的实施方式，所述雪崩电压温度系数为：CA(T)＝|V
bias
‑
V|/|T3‑
T1|；其中，V
bias
为调节后的偏置电压，V为初始偏置电压，T1为初始工作温度，T3为目标工作温度。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种雪崩光电二极管温度补偿方法，包括：
[0014]采用第一方面所述的雪崩电压温度系数测量方法，确定不同温度区间的雪崩电压温度系数；
[0015]根据不同温度区间的雪崩电压温度系数对雪崩光电二极管进行温度补偿。
[0016]第三方面，本专利技术提供一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量装置，包括：
[0017]初始化模块，被配置为初始化雪崩光电二极管的初始偏置电压和初始工作温度，且获取参考光纤在恒温水浴装置中，接收光信号后的初始电压幅值；
[0018]温控模块，被配置为控制雪崩光电二极管的工作温度调整至目标工作温度；
[0019]偏置电压调节模块，被配置为在目标工作温度下，通过调节偏置电压以使参考光纤的电压幅值恢复至初始电压幅值，得到调节后的偏置电压；
[0020]温度系数测量模块，被配置为根据调节后的偏置电压、初始偏置电压、初始工作温度和目标工作温度得到当前温度区间的雪崩电压温度系数。
[0021]第四方面，本专利技术提供一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量系统，包括上位机和APD接收放大模块；所述APD接收放大模块包括控制器、雪崩光电二极管和第三方面所述的雪崩电压温度系数测量装置；所述控制器通过串口与上位机连接，由上位机写入初始工作温度以及工作温度的调节，以根据雪崩电压温度系数测量装置得到不同温度区间的雪崩电压温度系数。
[0022]作为可选择的实施方式，所述雪崩光电二极管包括1660nm通道APD二极管和1450nm通道APD二极管，分别用于接收1660nm、1450nm的拉曼散射光，1660nm通道APD二极管和1450nm通道APD二极管由独立的高压模块施加偏置电压，两个通道同时进行雪崩电压温度系数的测量。
[0023]作为可选择的实施方式，所述雪崩光电二极管通过夹具安装在半导体制冷器上，所述夹具上设有用于监控夹具温度的热敏电阻，所述热敏电阻和半导体制冷器连接温控模块，所述温控模块由控制器控制温度变化。
[0024]作为可选择的实施方式，所述夹具的温度与雪崩光电二极管的温度一致。
[0025]作为可选择的实施方式，所述雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量系统还包括脉冲光源，所述脉冲光源发出的光信号经过波分复用器进入参考光纤后，在参考光纤区有自发拉曼散射光信号，然后由APD接收放大模块接收并放大。
[0026]第五方面，本专利技术提供一种雪崩光电二极管温度补偿系统，包括控制系统和第四方面所述的雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量系统；所述控制系统接收雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量系统测量的不同温度区间的雪崩电压温度系数，并以此得到补偿方案，根据补偿方案对雪崩光电二极管进行温度补偿。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术提供一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法、装置及系统，利用常规的DTS光纤分布式测温系统的软件和硬件,以置于恒温区的参考光纤的电压幅值为参考，动态调节偏置电压，脱离额外的恒温实验箱单独标定，不用设计单独的硬件和软件算法，，工艺简单,提高了测量和生产效率，实现在系统测量和补偿。
[0029]本专利技术提供一种雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法、装置及系统，利用现有的DTS光纤分布式测温系统软件和硬件，不需要其他额外的设备和算法即可实现APD雪崩光电二极管的雪崩电压温度系数的测量，从而实现良好的温度补偿方案。
[0030]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0032]图1为本专利技术实施例1提供的雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例4提供的雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量系统示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例4提供的雪崩光电二极管结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法，其特征在于，包括：初始化雪崩光电二极管的初始偏置电压和初始工作温度，且获取参考光纤在恒温水浴装置中，接收光信号后的初始电压幅值；控制雪崩光电二极管的工作温度调整至目标工作温度；在目标工作温度下，通过调节偏置电压以使参考光纤的电压幅值恢复至初始电压幅值，得到调节后的偏置电压；根据调节后的偏置电压、初始偏置电压、初始工作温度和目标工作温度得到当前温度区间的雪崩电压温度系数。2.如权利要求1所述的雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量方法，其特征在于，所述雪崩电压温度系数为：CA(T)＝|V
bias
‑
V|/|T3‑
T1|；其中，V
bias
为调节后的偏置电压，V为初始偏置电压，T1为初始工作温度，T3为目标工作温度。3.雪崩光电二极管温度补偿方法，其特征在于，包括：采用权利要求1
‑
2任一项所述的雪崩电压温度系数测量方法，确定不同温度区间的雪崩电压温度系数；根据不同温度区间的雪崩电压温度系数对雪崩光电二极管进行温度补偿。4.雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量装置，其特征在于，包括：初始化模块，被配置为初始化雪崩光电二极管的初始偏置电压和初始工作温度，且获取参考光纤在恒温水浴装置中，接收光信号后的初始电压幅值；温控模块，被配置为控制雪崩光电二极管的工作温度调整至目标工作温度；偏置电压调节模块，被配置为在目标工作温度下，通过调节偏置电压以使参考光纤的电压幅值恢复至初始电压幅值，得到调节后的偏置电压；温度系数测量模块，被配置为根据调节后的偏置电压、初始偏置电压、初始工作温度和目标工作温度得到当前温度区间的雪崩电压温度系数。5.雪崩光电二极管雪崩电压温度系数测量系统，其特征在于，包括上...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良柱，张百涛，聂鸿坤，叶帅，
申请(专利权)人：山东铂锐激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：