[发明专利]输出功率可调稳定光源装置、光衰减器及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及输出功率可调稳定光源装置、光衰减器及工作方法。

背景技术

随着光通信技术的飞速发展，光电器件参数指标也不断提高，如光纤放大器增益可达40dB以上，要求测试源的输出具有较大动态范围可调，当光源输出功率动态范围不能满足测试需求时，一般需要外加光衰减器协助测试完成，此外，在光功率计校准、光纤传感器灵敏度测试、光电接收机灵敏度测试中，都需要在可调光衰减器和稳定光源组成分立测试系统完成，一般在测试中，通过调节光衰减器以达到调节测试输入功率的目的。分立测试系统往往占用较大空间，且通过光纤跳线连接，测试准备繁琐；通过分立仪器搭建的测试源，稳定性较差，往往由于光衰减器和光源的组合输出受温度等因素发生偏移，得不到有效监控，进而影响测试准确性。

目前普遍采用的分立光源和光衰减器搭建的分立测试系统，占用空间大，可携带性差，输出稳定性不受监控，给测试带来极大不便，针对上述问题，本发明要解决的问题有：如何实现多功能稳定光源和光衰减器一体化设计。

目前并没有集稳定光源和可调光衰减器功能于一体的设计发明，为实现本发明其中之一的功能，目前常采用的方式由以下几种：

针对输出功率可调稳定光源的功能，在论文“半导体激光器驱动电源及其调控”(哈尔滨工业大学硕士论文，2006年)中提出通过控制激光器的直接驱动电流实现激光器的输出功率调节，控制器调节D/A输出电压，转换成相应比例电流信号，与半导体激光器的恒流环中的电流进行叠加反馈到驱动源端，从而调整了半导体激光器的驱动电流大小，实现了半导体激光器输出功率的调节，该方式下结构相对比较简单，但实现的调节范围一般在10dB范围左右，可调范围较小，目前该方式应用于大部分台式输出可调稳定光源中，仅仅满足一般情况的应用，当在实际中测试需要更大范围的测试输出源时，就需要通过外加可调光衰减器实现大动态范围的输出。

针对可调光衰减器功能设计，论文“可编程光衰减器工作原理及自动校准”(合肥工业大学学报，第35卷第10期，第1363～1366页，2012年10月)和论文“光衰减器校准技术研究”(科技信息，第485页，2011年第11期)公开了实际应用中常见的光衰减器。其采用了两片分立圆形滤光片，由两个直流电机带动，组合实现60dB的光衰减范围，其设计中通过编码盘进行定位，实现滤光片的位置点查找。该形式下结构相对复杂，插入损耗大，同时该项设计只是单独的实现了可调光衰减器功能，并不具备“源”的功能。

现有技术中并没有集成稳定光源和可调光衰减器功能的一体化设计，在实际应用中，稳定光源输出不满足大范围调节时就需要外加光衰减器，操作繁琐，占用空间大，且分立组合使用时稳定性不受监控，尤其长时间工作条件下。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供输出功率可调稳定光源装置、光衰减器及工作方法，它既可实现大范围输出功率可调的稳定光源，又可具有可调光衰减器功能，实现真正了一体多功能化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种输出功率可调稳定光源装置，包括:

内置光源，内置光源和外部输入光源通过波分复用器WDM耦合到主光路中，波分复用器WDM与设有圆形滤光片和步进电机的光衰减单元的输入端连接，微控制器控制光衰减单元达到预设位置；光衰减单元的输出端的信号通过光耦合器形成两个支路，其中一个支路通过功率可调光源输出口将稳定光源输出，另外一个支路作为反馈信号接入光功率计进行功率监测，微控制器读取光功率计的数值并与设定阈值进行比较，若产生误差大于设定阈值，通过微控制器对光衰减单元进行功率调整，直至调整到预期误差范围内。

微控制器控制光衰减单元达到预设位置：根据设定的衰减量，微控制器读取预设的步进电机步数并通过电机驱动器驱动步进电机转到预定的衰减位置。

微控制器对光衰减单元进行功率调整：微控制器通过控制电机驱动器带动步进电机旋转，进而步进电机带动圆形滤光片的旋转，来实现光衰减单元的功率调整。

微控制器还与内置光源连接；微控制器控制内置光源的波长切换。

所述内置光源包括1550nm和1310nm双波长激光器；

内置光源和外部输入光源通过3×1的波分复用器WDM耦合到主光路中

所述光衰减单元包括彼此连接的圆形滤光片和步进电机；步进电机直接带动中性圆形滤光片旋转；

所述圆形滤光片为中性圆形滤光片。

所述光耦合器为10：90的光耦合器。

一种输出功率可调稳定光源装置的工作方法，包括如下步骤：