一种光波形测定系统的制作方法

本实用新型属于检测装置技术领域，具体涉及一种光波形测定系统。

背景技术：

光调制是按照一定规律改变光波的强度、相位、振幅、频率或偏振状态等参数的方法，也就是将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。由于调制光抗干扰能力强，传输距离远，带宽高而广泛的应用于光通信、测距、光学信息处理、光存储、光检测和显示等方面。在利用调制光实现这些功能的时候，必须要确认调制光源产生的调制光的波形和各项参数是否符合客户的需求。由于光的波长和频率的变化，难以依靠肉眼去识别光调制的方式，所以必须借助仪器来进行检测。

由于在光传输和光检测的过程中使用的光的波长和频率具有不确定性。所以，针对于光波形测定的常用方法大致分为两种，分别是利用光开关和偏振器的方法和利用脉冲控制器和偏振器的方法。测试方法类似，在测试的过程中产生两种光，分别是需要测定的调制光源和脉冲光源，通过脉冲光控制器控制偏振器的位置，来控制测定的光源的通过，再通过后级的测定器来测定调制光源的波形和各项参数。

专利光波形测定装置和其测定方法、及复折射率测定装置和其测定方法、及记录其程序的计算机(申请号：200480022028X，申请日：2004.06.18，公开号：1829909A，公开日：2006.09.06)，在专利中提出了对于近红外线波段的电磁波的波长短的光波段的电磁波测定电场，并输出其时间变化的波形；及以光的电场波形的测定结果为基础，求得物质的复折射率。本实用新型装置选通脉冲光产生装置，测定光产生装置，和对测定光进行检测的光检测装置，选通脉冲光及测定光都是相干性光，测定光是波长比近红外线波段短的相干性光，对基于使测定光和选通脉冲光照射到光检测装置而产生的载流子的物理量进行测定，并基于该物理量对该测定光的电场进行测定。

专利光开关和利用光开关的光波形监测装置(申请号：2005100939701，申请日：2005.09.01，公开号：1752834，公开日：2006.03.29)。通过偏振控制器改变光信号的偏振方向，以使其与偏振器的主轴正交。控制脉冲生成器利用波长与光信号不同的控制光束来生成控制脉冲。将光信号和控制脉冲输入到非线性光纤。在该非线性光纤中，在光信号与控制脉冲一致的时间段内，在控制脉冲的偏振方向附近通过光参量放大对该光信号进行放大。在光信号与控制脉冲一致的时间段内，该光信号穿过偏振器。

上述的光波形测定装置虽然在前端光学方面考虑相对较多，但是在后级测定装置上只是利用一个测定器，调制光源产生的光如何进入到测定装置和在测定装置中有哪些必要的部分组成没有进行详细的论述，但是测定装置中包含的滤光器、光信号检测模块、信号调理模块、监控模块和信号分析处理模块在整个光波形测定系统中都是至关重要的。所以，所述权利中提出的方案可以使测定装置的功能更加完备，去除在测试过程中耦合的干扰，使硬件电路更加稳定，排除在测定过程中可能出现的隐患，使检测和分析的过程更加的方便快捷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种光波形测定系统，解决了现有技术中存在的测定过程相对复杂，后级电路受干扰较大的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种光波形测定系统，包括调制光发生器和光波形测定装置，调制光发生器发出调制光进入到光波形测定装置，光波形测定装置通过无线载波发射模块与无线载波接收模块连接，无线载波接收模块设置在示波器上，示波器与PC机连接。

本实用新型的特点还在于：

光波形测定装置包括依次连接的滤光片器、光探测器模块、有源带通滤波器、差分放大器、无线载波发射模块，光探测器模块、有源带通滤波器、差分放大器、无线载波发射模块均与微控制器连接，光探测器模块、有源带通滤波器、差分放大器均与电源管理模块连接，微控制器还与电源管理模块连接；

光探测器模块、有源带通滤波器、差分放大器还均与过载保护连接，滤光片器、光探测器模块、有源带通滤波器、差分放大器、过载保护、电源管理模块、无线载波发射模块各个模块之间分别依次通过螺纹方式安装。

滤光片器中镜片根据光波长需求更换，按进光方向连接光探测器模块，光探测器模块根据探测光波长更换所需光电传感器。

无线载波接收模块具有GNB接口，无线载波接收模块通过GNB接口安装在示波器的信号探测端口。

示波器通过GPIB488总线与PC机连接。

本实用新型的有益效果是：

①本实用新型一种光波形测定系统，引入了有源带通滤波器和差分放大器的组合，对于信号的调理效果更好，有效的滤除在信号传输过程中耦合的杂波，并且去除了共模干扰，可以更好的还原调制光源的原有波形和调制信息；

②本实用新型一种光波形测定系统，利用微控制器监控探测器、有源带通滤波器和差分放大器的电源，防止由于电源电量不足，或者稳压部分出现问题造成在测定的过程中出现波形不准确，测定值不稳定，可重复性低等问题；

③本实用新型一种光波形测定系统，采用过载保护装置，保证在测试的过程中，整套电路系统不会因为某个零部件的突然损坏和外部环境突发刺激造成整个电路功能的瘫痪；

④本实用新型一种光波形测定系统，采用无线载波发射和接收模块完成信号的传输，利用无线传输避免了线缆的连接或者磨损原因在信号传输的过程中造成的信号的衰减和缺失；

⑤本实用新型一种光波形测定系统，接收到的信号利用GPIB488总线传输到PC机上，并在PC机上对于所需测定的调制波形进行存储、量测和分析，方便快捷直观，并且可以在PC机上进行操作，为之后的数据处理提供了依据；

⑥本实用新型一种光波形测定系统中光波形测定装置的结构设计成手持式，独立供电，小巧便利，方便检测人员使用。

附图说明

图1是本实用新型光波形测定系统的结构示意图；

图2是本实用新型光波形测定系统的效果图；

图3是本实用新型光波形测定系统中光波形测定装置的方框图；

图4是本实用新型光波形测定系统中光波形测定装置的结构图。

图中，1.调制光发生器，2.滤光片器，3.光探测器模块，4.有源带通滤波器，5.差分放大器，6.电源管理模块，7.过载保护，8.无线载波发射模块，9.无线载波接收模块，10.示波器，11.PC机，12.光波形测定装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种光波形测定系统，如图1、2所示，包括调制光发生器1和光波形测定装置12，调制光发生器1的发射口与光波形测定装置12的光接收口相对，以确保调制光全部照射在光探测器模块3上。调制光发生器1发出调制光进入到光波形测定装置12，光波形测定装置12中对光信号进行调理并通过无线载波发射模块8发射出去，在接收存储和分析端，利用无线载波接收模块9将光波信号接收回来，无线载波接收模块9设置在示波器10上，光波形和相应的参数会显示在示波器10上，示波器10通过GPIB488总线将数据传输到PC机11上，在PC机11上可以实现光波形的存储、分析和调试等各式的后期工作。

示波器10对测定信号进行数据显示和数据记录。

如图3所示，光波形测定装置12包括依次连接的滤光片器2、光探测器模块3、有源带通滤波器4、差分放大器5、无线载波发射模块8。

滤光片器2中镜片可按光波长需求更换，按进光方向连接光探测器模块3，光探测器模块3可按探测光波长更换所需光电传感器。

光探测器模块3、有源带通滤波器4、差分放大器5、无线载波发射模块8均与微控制器连接，光探测器模块3、有源带通滤波器4、差分放大器5均与电源管理模块6连接，微控制器还与电源管理模块6连接。

有源带通滤波器4波长可调，有源带通滤波器4沿X轴方向依次连接差分放大器5、过载保护7、电源管理模块6、无线载波发射模块8。

光探测器模块3、有源带通滤波器4、差分放大器5还均与过载保护7连接。

如图4所示，滤光片器2、光探测器模块3(光探测器模块3上设置有电源的开关，控制整体的供电)、有源带通滤波器4、差分放大器5、过载保护7、电源管理模块6、无线载波发射模块8模块之间分别依次通过螺纹方式安装。即本申请中的各个模块之间采用的是可拆装的设计方法，在某个设备出现问题的时候，可以更换损坏的模块，节省了大量的维修时间。

无线载波发射模块8与无线载波接收模块9，按照其通信协议进行数据通信。

滤光片器2对需要检测的光进行光学处理，滤光片器2包括可以去除测光的偏振器和可以滤除非检测光源的滤光片，调制光通过滤光片器2后照射在光探测器模块3上。

光探测器模块3部分由光敏二极管和采样电阻构成，由于特定的光敏二极管在调制光照射下会造成自身感应阻抗的变换，所以相应的采样电阻之间的电压也会发生相应的改变，感应出的信号通过下级有源带通滤波器4。

在有源带通滤波器4中滤除非测定光源和感应出的杂波信号所带来的干扰，滤波过后的信号通过差分放大器5。

在差分放大器5中信号线上耦合的共模干扰会被滤掉，并可以根据实际的需求将信号进行合理的放大。

电源管理模块6和过载保护7应用于手持光波形测定装置12的电源检测和过载保护，电源检测主要由微控制器完成，检测各个设备的供电电压是否有不满足的情况，是否杂波过大，以保证各个设备都可以正常的运行，过载保护7主要由限流保险丝和TVS构成，保证了在负载过大的情况下不会对设备造成损坏，并且在外部环境刺激的情况下依然可以正常的工作。

调理过后的信号通过无线载波发射模块8发射出去，避免了线缆带来的隐患，并且使测试的过程更加的方便快捷。