一种激光器测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及激光器测试技术领域，尤其涉及一种激光器测试系统及测试方法。

背景技术

在工业应用中，光纤激光器的需求数量越来越多，激光器的单纤输出功率越来越高，目前已经达到10kW量级。随着激光功率的增加，光纤中的非线性效应，如受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射(SBS)、四波混频(FWM)等，也越来越强，非线性效应已经成为限制激光输出功率的一个主要因素。在高功率激光器产品生产过程中，需要测试输出激光的光谱特性，确保光纤激光器中拉曼光、残余泵浦光的光谱能够满足要求，确保不会影响应用效果。

现有技术中，如图1所示，光纤激光器生产过程中，为了测试激光的输出光谱特性，需要采用激光器测试系统。现有的激光器测试系统是在每个生产工位200配备一台光谱分析仪100，或者若干个激光生产工位共用一台光谱分析仪，生产工位200和光谱分析仪100之间连接一根光纤300，该光纤能够将测试激光器的散射或反射光耦合到光谱分析仪中。光谱分析仪100进而直接测试光纤耦合输入的激光信号，并最终得到激光器的光谱特性。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：高精度的光谱分析仪等测试设备价格昂贵，生产需求的增加，如果每一个生产工位配备一个光谱分析仪，导致光谱分析仪的数量增加，增加了激光器的制造成本。如果多个生产工位共用一个光谱分析仪，需要将光谱分析仪在每个工位来回移动，这会导致操作人员来回移动设备，增加生产工时，也会使生产成本增加，不便于实现自动化。

发明内容

本发明旨至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种效率较高地激光器测试系统及测试方法,实现单台光谱分析仪分时测试多个生产工位的激光器。

为达到上述目的，本发明第一方面提出一种激光器测试系统，包括：

光谱分析仪，用于测试激光器输出激光的光谱特性；

多个工位，所述工位用于放置被测试的激光器；

光开关，所述光开关与所述工位通过第一光纤耦合，所述光开关与所述光谱分析仪通过第二光纤耦合，所述光开关用于分时地将所述工位与所述光谱分析仪光路连通。

根据本发明的激光器测试系统，通过光开关分时地将多个工位与光谱分析仪光路连通，进而将被测试激光器输出的激光传输到光谱分析仪中，光谱分析仪分时地测试不同工位的激光光谱特性，实现单台光谱分析仪分时测试多个工位上的激光器，从而大大提高了高价值的光谱分析仪的使用率，节约了生产成本，有利于实现激光测试的自动化。

根据本发明的一个实施例，所述光开关与所述工位通过控制信号线通信连接，所述工位用于发出与所述光谱分析仪光路连通的请求，所述光开关用于接收所述光路连通的请求，在满足预定条件的情况下分时地将所述工位与光谱分析仪光路连通，返给所述工位连接成功的信号。

根据本发明的一个实施例，所述工位与所述光谱分析仪通过信号传输线通信连接，所述工位用于接收到所述连接成功的信号后，向所述光谱分析仪发送测试指令。

根据本发明的一个实施例，所述光开关用于根据自身工作状态判断是否满足预定条件，若自身处于非执行任务状态则满足预定条件，反之则不满足预定条件。

根据本发明的一个实施例，所述光开关用于比较当前激光器的测试时长是否达到预设时长，若测试时长达到预设时长，则满足预定条件，反之，则不满足预定条件。

根据本发明的一个实施例，所述光谱分析仪还用于接收到所述测试指令后，测试所述工位上的激光器输出激光的光谱特性，并将测试结果返给所述工位。

本发明的第二方面提出一种激光器测试方法，包括：

光开关分时地将工位与光谱分析仪的光路连通，光谱分析仪对连接成功的工位上被测试的激光器输出的激光进行测试，其中工位的数量为多个，工位用于放置被测试的激光器。

根据本发明的激光器测试方法，通过光开关分时地将多个工位与光谱分析仪光路连通，进而将被测试激光器输出的激光传输到光谱分析仪中，光谱分析仪分时地测试不同工位的激光光谱特性，实现单台光谱分析仪分时测试多个工位上的激光器，从而大大提高了高价值的光谱分析仪的使用率，节约了生产成本，有利于实现激光测试的自动化。

根据本发明的一个实施例，所述光开关分时地将工位与光谱分析仪的光路连通包括：

工位给光开关发送与光谱分析仪光路连通的请求；

判断是否能够达到预定条件；

在满足预定条件的情况下，光开关将工位与光谱分析仪的光路连通。

根据本发明的一个实施例，所述光谱分析仪对连接成功的工位上被测试的激光器输出的激光进行测试包括：

光开关返给工位连接成功的信号；

连接成功的工位向光谱分析仪发送测试指令；

光谱分析仪测试激光器输出激光的光谱特性并将测试结果返给工位；

工位判断测试结果是否合格；

在合格的情况下，工位给光开关发送测试结束指令。

根据本发明的一个实施例，所述判断是否能够达到预定条件包括：

所述光开关判断自身是否处在非执行任务状态中，如果是则满足预定条件，反之则不满足预定条件；在不满足预定条件的情况下，光开关向工位发送需要等待的指令。

本发明附加的方面和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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中：

图1是现有技术的激光器测试系统的结构示意图。

图2是本发明一实施例提出的激光器测试系统的结构示意图。

图3是本发明一实施例提出的激光器测试方法的实现流程示意图。

图4是本发明一实施例提出的激光器测试方法的具体流程示意图。

附图标记说明：

100-光谱分析仪，200-工位，300-光纤，400-光开关，500-第一光纤，600-第二光纤，700-控制信号线，800-信号传输线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图2是本发明一实施例提出的激光器测试系统的结构示意图。如图2所示，本发明实施例第一方面提出一种激光器测试系统，该激光器测试系统包括光谱分析仪100、多个工位200和光开关400。其中，光谱分析仪100用于测试激光器输出激光的光谱特性，例如波长、光谱带宽及拉曼特性。光谱分析仪100是一种应用广泛的测试仪器，具有波段范围宽、动态范围大、灵敏度高等特点，但是价格昂贵。

工位200用于放置被测试的激光器。激光器输出的激光能够进入工位200。光开关400是一种具有多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。本实施例中，光开关400与工位200通过第一光纤500耦合，光开关400与光谱分析仪100通过第二光纤600耦合。第一光纤500和第二光纤600能够传输激光。光开关400用于分时地将工位200与光谱分析仪100光路连通。分时的含义是多个工位分享使用一台光谱分析仪，多个工位依次轮流使用不同的时间段。在某一个时间段内，光谱分析仪只能对一个工位上的激光器进行测试。当在光开关400选中导通一个光传输线路时，被选中的工位200上的激光器输出的激光可以依序通过第一光纤500和第二光纤600进入光谱分析仪100中。

根据本发明实施例的激光器测试系统，通过光开关分时地将多个工位与光谱分析仪光路连通，进而将被测试激光器输出的激光传输到光谱分析仪中，光谱分析仪分时地测试不同工位的激光光谱特性，实现单台光谱分析仪分时测试多个工位上的激光器，从而大大提高了高价值的光谱分析仪的使用率，节约了生产成本，有利于实现激光测试的自动化。

在一些实施例中，光开关400与工位200通过控制信号线700通信连接，工位200用于发出与光谱分析仪100光路连通的请求，光开关400用于接收光路连通的请求，在满足预定条件的情况下分时地将工位200与光谱分析仪100光路连通，返给工位200连接成功的信号。每一个工位200与光谱分析仪100通过信号传输线800通信连接，信号传输线800能够将光谱分析仪测试的结果反馈给工位200，也可以把工位200发出的指令传给光谱分析仪。

在一些实施例中，光开关400用于根据自身工作状态判断是否满足预定条件，若光开关处于闲置状态则满足预定条件，反之则不满足预定条件。光开关400的工作状态可以分为执行任务状态和未执行任务状态。执行任务状态可以理解为光开关选中导通了内部的一个光传输线路。若光开关没有选中导通光传输线路，则处在未执行任务状态。在激光器测试开始之前，光开关400也处于未执行任务状态。

在一些实施例中，光开关400用于比较当前激光器的测试时长是否达到预设时长，若测试时长达到预设时长，则满足预定条件，反之，则不满足预定条件。申请人发现光谱分析仪测试光谱特性所需的时间较短，一般所需时间在2秒左右，但是在一个测试周期内不一定测试成功，基于此，预设时长需大于等于一个测试周期，预设时长内可以进行多次测试进行冗余保护，进而得到有效的测试结果。

在一些实施例中，光开关400还用于基于工位200和光谱分析仪100之间光路是否连通的状态，返给工位200连接成功与否的信号。这个信号是通过控制信号线700返回的。然后，工位200接收到连接成功的信号后，通过信号传输线800向光谱分析仪100发送测试指令。光谱分析仪100接收到测试指令后，开始测试工位200上的激光器输出激光的光谱特性，测试完成后并将测试结果返给工位200。工位200判断测试结果是否合格，若不合格，则再次向光谱分析仪100发送测试指令，光谱分析仪100重新对这个工位200上的激光器输出激光的光谱特性。

结合图2、图3所示，本发明实施例第二方面提出一种激光器测试方法。该测试方法的流程如下：

步骤S100，光开关400分时地将工位200与光谱分析仪100的光路连通，光谱分析仪100对连接成功的工位200上被测试的激光器输出的激光进行测试，其中工位200的数量为多个，工位200用于放置被测试的激光器。

本实施例中，工位200设置在激光器测试产线上。光谱分析仪100固定安装在一处。光开关400具有多个光纤输入、一个光纤输出的特性。光开关400能够收到控制信号。光开关400通过控制信号可以让某个工位传来的激光低损耗通过，并经过光开关的输出光纤输入到光谱分析仪100中。在一个时间段内连接成功的工位上的激光器测试完成后，光开关能够在下一时间段将另一个工位与光谱分析仪连接，形成分时操作，直至所有工位的激光器测试完成。

根据本发明实施例的激光器测试方法，通过光开关分时地将多个工位与光谱分析仪光路连通，进而将被测试激光器输出的激光传输到光谱分析仪中，光谱分析仪分时地测试不同工位的激光光谱特性，实现单台光谱分析仪分时测试多个工位上的激光器，从而大大提高了高价值的光谱分析仪的使用率，节约了生产成本，有利于实现激光测试的自动化。

在一些实施例中，如图4所示，步骤S100中的光谱分析仪100对连接成功的工位200上被测试的激光器输出的激光进行测试包括以下步骤：

步骤S102，工位200给光开关400发送与光谱分析仪100光路连通的请求。

本实施例中，工位200与光开关400之间连接有控制信号线700实现控制信号的传输。工位200和光开关400之间、光开关400和光谱分析仪100之间有光纤连接，以实现光路连通。

步骤S104，判断是否能够达到预定条件。

本实施例中，预定条件可以根据实际需求进行设置。例如，预定条件可以是光开关处在某一状态，也可以是当前激光器的测试时长达到预设时长。

步骤S106，在满足预定条件的情况下，光开关400将工位200与光谱分析仪100的光路连通。

本实施例中，光开关400可以使当前工位200传输来的激光低损耗通过，并经过输出光纤输入到光谱分析仪100内。

在一个示例中，步骤S104中的判断是否能够达到预定条件包括：光开关400判断自身是否处在未执行任务状态中，如果是则满足预定条件。在不满足预定条件的情况下，光开关400向工位200发送需要等待的指令。光开关400的工作状态可以分为执行任务状态和未执行任务状态。执行任务状态可以理解为光开关选中导通了内部的一个光传输线路。若光开关没有选中导通光传输线路，则处在未执行任务状态。在激光器测试开始之前，光开关400也处于未执行任务状态。

具体地，在一些实施例中，如图4所示，步骤S100中的光谱分析仪100对连接成功的工位200上被测试的激光器输出的激光进行测试具体包括：

步骤S108，光开关400返给工位200连接成功的信号。

本实施例中，光开关400返给工位200连接成功的信号的同时，自身会进入执行任务的状态。

步骤S110，连接成功的工位200向光谱分析仪100发送测试指令。

步骤S112，光谱分析仪100测试激光器输出激光的光谱特性并将测试结果返给工位200。

步骤S114，工位200判断测试结果是否合格。

步骤S116，在合格的情况下，工位200给光开关400发送测试结束指令。

本实施例中，当前连接成功工位200给光开关400发送测试结束指令，说明连接成功工位200上的激光器测试结束。此时，光开关400将恢复到未执行任务的状态。

在一个实施例中，步骤S114中的工位200判断测试结果是否合格还包括以下步骤：在不合格的情况下，工位200重新向光谱分析仪100发送测试指令，这样就跳转到了步骤S110，流程继续向下执行。

以上可以看出，步骤S102至步骤S114是同一工位上的激光器的测试步骤。后续的工位依序与光谱分析仪光路连通，换言之，再次重复步骤S102至步骤S114，就实现了同一台光谱分析仪分时测试不同工位激光器输出激光的光谱特性的功能。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，术语“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。