一种智能激光功率校准方法、系统、存储介质及电子设备与流程

本技术涉及激光功率校准，具体涉及一种智能激光功率校准方法、系统、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、半导体激光器作为激光治疗仪设备的核心组件，在医疗领域发挥着重要作用。这种激光器的工作原理基于半导体材料的能带结构，通过调节驱动电流来控制输出光功率。理论上，输出光功率与驱动电流之间存在一定的对应关系。然而，在实际工作过程中，半导体激光器会产生热量，这种热效应会导致激光器的输出特性发生变化。因此，为了确保激光治疗仪的精确性和可靠性，对激光器进行功率校准成为一个必要的步骤。

2、相关技术中的校准方法通常依赖于根据用户需求或设计规格来确定一系列采样点。在这些预设的采样点上，系统输出相应的测试电流并测量对应的输出功率值。随后，通过对这些试验数据进行曲线拟合，得到功率与电流之间的对应关系曲线。这种方法的校准精度很大程度上取决于采样点的密度：采样点越密集，拟合得到的对应关系曲线就越精确。然而，在实际应用中，特别是对于对功率控制精度要求极高的激光治疗仪，这种方法面临着严峻的挑战。为了达到所需的精度，往往需要设定大量的采样点，这不可避免地导致功率校准过程耗时较长，效率较低，因此，相关技术中的校准方法难以同时满足快速和准确的要求，这对于追求高效率和高精度的激光治疗仪功率校准来说是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种智能激光功率校准方法、系统、存储介质及电子设备，能够在满足激光器功率校准精度的同时，提高功率校准效率。

2、第一方面，本技术提供了一种智能激光功率校准方法，所述方法包括：

3、响应于用户输入的待测激光器的基本参数以及校准精度需求，确定等间距的初始驱动电流值；

4、控制所述待测激光器按照所述初始驱动电流值发射激光，得到所述初始驱动电流值对应的初始激光功率值；

5、拟合所述初始激光功率值与所述初始驱动电流值之间的第一校准曲线，计算相邻所述初始驱动电流值之间的梯度变化值；

6、根据所述梯度变化值划分多个驱动电流区间，并根据所述驱动电流区间对应的测试密度确定所述驱动电流区间内的目标驱动电流值；

7、控制所述待测激光器按照所述目标驱动电流值发射激光，得到所述目标驱动电流值对应的目标激光功率值；

8、拟合所述目标激光功率值与所述目标驱动电流值之间的第二校准曲线，生成所述待测激光器的功率校准结果。

9、通过采用上述技术方案，基于初始测量数据建立第一校准曲线,然后利用梯度变化值智能划分驱动电流区间,对不同特性的区间采用差异化的测试密度。这种自适应的测试策略确保了在关键区域维持高精度测量,同时在特性平稳区域减少不必要的采样点,通过智能划分驱动电流区间并采用动态测试密度,与相关技术中的激光功率校准方法相比，本技术提供的技术方案能够在保证激光器功率校准精度的同时,显著提高了校准效率。

10、可选的，所述根据所述梯度变化值划分多个驱动电流区间，并根据所述驱动电流区间对应的测试密度确定所述驱动电流区间内的目标驱动电流值，包括：

11、根据所述待测激光器的校准精度需求，确定区间划分等级以及对应的区间阈值；

12、比对所述梯度变化值与所述区间划分等级对应的所述区间阈值，得到多个驱动电流区间；

13、根据所述驱动电流区间对应的测试密度确定所述驱动电流区间内的目标驱动电流值。

14、通过采用上述技术方案，根据待测激光器的校准精度需求确定区间划分等级和对应的区间阈值，这使得校准过程能够根据不同精度要求自适应地调整区间划分的粒度。然后，通过比对梯度变化值与区间阈值，系统能够智能地识别激光器功率-电流特性的变化趋势，将整个驱动电流范围划分为多个特性各异的区间。这种基于梯度变化的区间划分方法能够准确捕捉激光器性能的关键变化点，确保在功率输出特性发生显著变化的区域进行更密集的测量。最后，根据每个驱动电流区间的特性确定相应的测试密度，并据此确定目标驱动电流值，这种差异化的测试策略既保证了关键区域的测量精度，又避免了在特性平稳区域进行冗余测量。通过这种方式，该方案能够在保证校准精度的前提下显著提高校准效率，尤其适合对功率控制精度要求高且工作范围宽的激光器，如医疗用激光治疗仪等。

15、可选的，当所述区间划分等级为二级时，所述方法包括：

16、判断相邻所述初始驱动电流值之间的梯度变化值是否大于所述区间阈值；

17、若相邻所述初始驱动电流值之间的梯度变化值大于所述区间阈值，则将相邻初始驱动电流值之间的电流确定为第一驱动电流区间，所述第一驱动电流区间对应第一测试密度；

18、若相邻所述初始驱动电流值之间的梯度变化值小于或等于所述区间阈值，则将相邻初始驱动电流值之间的电流确定为第二驱动电流区间，所述第二驱动电流区间对应第二测试密度，所述第一测试密度大于所述第二测试密度。

19、通过采用上述技术方案，判断相邻初始驱动电流值之间的梯度变化值是否大于区间阈值，系统能够快速识别激光器功率-电流特性的变化趋势。对于梯度变化值大于区间阈值的区间，将其确定为第一驱动电流区间并采用较高的第一测试密度，这确保了在功率输出特性变化显著的区域进行更加密集的测量。相反，对于梯度变化值小于或等于区间阈值的区间，将其确定为第二驱动电流区间并采用较低的第二测试密度，这避免了在特性相对稳定的区域进行冗余测量。通过这种差异化的测试密度分配策略，从而在保证关键区域测量精度的同时，有效减少了非关键区域的测量点数，从而在维持整体校准精度的前提下显著提高了校准效率。针对功率-电流特性呈现明显分段特征的激光器，如在阈值电流附近和饱和区域附近可能出现较大梯度变化的半导体激光器。同时，由于采用了简单的二级划分策略，该方法易于实现和调整，具有较强的实用性和通用性。

20、可选的，所述比对所述梯度变化值与所述区间划分等级对应的所述区间阈值，得到多个驱动电流区间之后，包括：

21、判断相邻所述初始驱动电流值之间的梯度变化值是否大于预设误差阈值；

22、若所述相邻所述初始驱动电流值之间的梯度变化值大于所述预设误差阈值，则根据所述梯度变化值与所述预设误差阈值之间的差值，增加所述驱动电流区间对应的测试密度。

23、通过采用上述技术方案，当梯度变化值大于预设误差阈值时，系统会根据梯度变化值与预设误差阈值之间的差值动态增加该驱动电流区间的测试密度。这种机制能够精确识别激光器功率-电流特性中变化特别剧烈的区域，并针对性地提高这些区域的采样密度。通过这种方式，系统可以在保持整体效率的同时，对关键区域进行更加精细的测量，从而提高校准的整体精度。

24、可选的，所述比对所述梯度变化值与所述区间划分等级对应的所述区间阈值，得到多个驱动电流区间之后，还包括：

25、若相邻的多个所述驱动电流区间的梯度变化值相同，则根据所述梯度变化值相同的所述驱动电流区间的数量，降低所述梯度变化值相同的所述驱动电流区间的测试密度。

26、通过采用上述技术方案，根据梯度变化值相同的驱动电流区间的数量，系统会相应地降低这些区间的测试密度。这种机制能够有效识别激光器功率-电流特性中呈现稳定变化趋势的较大范围，并针对性地减少这些区域的采样点数。通过这种方式，系统可以在保持校准精度的前提下，显著提高校准效率。这种自适应的测试密度调整策略特别适用于具有较长线性工作区间的激光器，如某些工作特性稳定的固态激光器或光纤激光器。该方法不仅能够避免在特性稳定区域进行冗余测量，还能根据实际特性灵活分配测试资源，既减少了总体测试时间，又确保了关键区域的测量精度。

27、可选的，所述待测激光器的基本参数包括最大功率值以及最大驱动电流值，所述控制所述待测激光器按照所述初始驱动电流值发射激光，得到所述初始驱动电流值对应的初始激光功率值，包括：

28、将所述初始驱动电流值发送至所述待测激光器，以使所述待测激光器按照所述初始驱动电流值从小到大的顺序发射激光，所述初始驱动电流值根据所述最大驱动电流值以及所述校准精度需求生成；

29、实时获取功率计采集的所述初始驱动电流值对应的初始激光功率值；

30、当所述初始激光功率值达到所述最大功率值，控制所述待测激光器停止发射激光。

31、通过采用上述技术方案，在测试过程中，系统实时获取功率计采集的初始激光功率值，这种实时监测机制能够及时捕捉激光器输出特性的变化，为后续的精细校准提供准确的初始数据。最后，当初始激光功率值达到预设的最大功率值时，系统会立即控制待测激光器停止发射激光，这一安全机制有效防止了激光器在超出额定功率范围时继续工作，提高了激光功率校准过程中的安全性。

32、可选的，所述拟合所述目标激光功率值与所述目标驱动电流值之间的第二校准曲线，生成所述待测激光器的功率校准结果，包括：

33、根据所述校准精度需求确定所述待测激光器的电流刻度值；

34、读取所述第二校准曲线中所述电流刻度值对应的功率校验值，并将所述功率校验值与所述电流刻度值记录至功率校验表格；

35、根据所述第二校准曲线以及所述功率校验表格，生成所述待测激光器的功率校准结果。

36、通过采用上述技术方案，结合第二校准曲线和功率校验表格生成待测激光器的功率校准结果，这种双重表征方式既保留了校准曲线的连续性和完整性，又通过表格形式提供了直观、易读的离散数据点。这种方法不仅提高了校准结果的精度和可靠性，同时由于第二校准曲线是基于优化后的目标驱动电流值和目标激光功率值拟合得到的，还增强了校准结果的实用性和适应性。功率校验表格便于在实际应用中快速查找特定电流值对应的功率输出，而曲线和表格的结合使得校准结果既可用于需要连续功率调节的场景，也适用于需要离散功率点的应用。

37、第二方面，本技术提供了一种智能激光功率校准系统，所述系统包括：

38、初始电流设定模块，用于响应于用户输入的待测激光器的基本参数以及校准精度需求，确定等间距的初始驱动电流值；

39、第一驱动模块，用于控制所述待测激光器按照所述初始驱动电流值发射激光，得到所述初始驱动电流值对应的初始激光功率值；

40、第一处理模块，用于拟合所述初始激光功率值与所述初始驱动电流值之间的第一校准曲线，计算相邻所述初始驱动电流值之间的梯度变化值；

41、目标电流设定模块，用于根据所述梯度变化值划分多个驱动电流区间，并根据所述驱动电流区间对应的测试密度确定所述驱动电流区间内的目标驱动电流值；

42、第二驱动模块，用于控制所述待测激光器按照所述目标驱动电流值发射激光，得到所述目标驱动电流值对应的目标激光功率值；

43、第二处理模块，用于拟合所述目标激光功率值与所述目标驱动电流值之间的第二校准曲线，生成所述待测激光器的功率校准结果。

44、第三方面，本技术提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述任意一项方法。

45、第四方面，本技术提供了一种电子设备，包括处理器、存储器和收发器，所述存储器用于存储指令，所述收发器用于和其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如上述任意一项方法。

46、综上所述，本技术技术方案所带来的有益效果包括：

47、通过采用上述技术方案，基于初始测量数据建立第一校准曲线,然后利用梯度变化值智能划分驱动电流区间,对不同特性的区间采用差异化的测试密度。这种自适应的测试策略确保了在关键区域维持高精度测量,同时在特性平稳区域减少不必要的采样点,通过智能划分驱动电流区间并采用动态测试密度,与相关技术中的激光功率校准方法相比，本技术提供的技术方案能够在保证激光器功率校准精度的同时,显著提高了校准效率。