获取激光器功率与探测器光电流线性关系的方法及装置

摘要

本发明提供一种获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间线性关系的方法，所述阵列均为1×N线阵列，所述功率为P，所述光电流为C，所述线性关系为N×N的矩阵A，包括，步骤一，开启第j个激光器，其他激光器均为关闭状态，j为1,2,3……N；步骤二，测量所述第j个激光器的输出功率P

说明书

技术领域

本发明涉及阵列激光器，特别是涉及一种获取阵列激光器功率与阵列探 测器光电流之间线性关系的方法及装置。

背景技术

在线阵列激光器的使用中，常常需要对每个激光器的功率进行监控。由 于激光器之间的距离较近，而用于监控的通常是相同数量的一个线阵列光电 探测器，这些光电探测器读出的光电流往往包含相邻激光器杂散光的噪声信 息，使得对各个信道激光器功率读数产生误差。为了避免信道间的串扰，目 前的通常做法是在光路设计和相关结构上寻求解决方案。例如在光电探测器 上设计透镜，光栏和滤光片，但是在结构上通过硬件比较难以实现。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种获取阵列激光器功率与阵列探测器光 电流之间线性关系的方法及装置，能够真实表达阵列激光器功率与阵列探测 器光电流之间的线性关系，即使在阵列激光器使用中有信道串扰的情况下， 通过该线性关系也能获得激光器的实际功率。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种获取阵列激光器功率与阵列探测器 光电流之间线性关系的方法，所述阵列均为1×N线阵列，所述功率为P，所述 光电流为C，所述线性关系为N×N的矩阵A，包括：

步骤一，开启第j个激光器，其他激光器均为关闭状态，j为1,2,3……N；

步骤二，测量所述第j个激光器的输出功率P_j，并分别测量N个探测器的光 电流C_i，i为1,2,3……N；

步骤三，通过下列公式(3)计算出第j列所有的元素a_ij＝C_i/P_j；

由公式P＝AC   (1)

得到

化为线性方程组为：

步骤四，针对j不同的取值，循环步骤一至步骤三，直至N个激光器均逐 一开启过，并计算得到矩阵A^-1的全部元素a_ij；

步骤五，对矩阵A^-1进行逆运算得到矩阵A。

相应的，本发明实施例提供了一种获取阵列激光器功率与阵列探测器光 电流之间线性关系的装置，所述阵列均为1×N线阵列，所述功率为P，所述光 电流为C，所述线性关系为N×N的矩阵A，包括：

开启单元，用于开启第j个激光器，其他激光器均为关闭状态，j为 1,2,3……N；

测量单元，用于测量所述第j个激光器的输出功率P_j，并分别测量N个探测 器的光电流C_i，i为1,2,3……N；

计算单元，用于通过下列公式(3)计算出第j列所有的元素a_ij＝C_i/P_j；

由公式P＝AC   (1)

得到

化为线性方程组为：

控制单元，用于针对j不同的取值，控制所述开启单元、测量单元、计算 单元循环工作，直至N个激光器均逐一开启过，并计算得到矩阵A^-1的全部元 素a_ij；

逆运算单元，用于对矩阵A^-1进行逆运算得到矩阵A。

相应的，本发明实施例提供了一种获取阵列激光器使用中激光器实际功 率的方法，所述阵列为1×N线阵列，包括：

开启所有N个激光器；

分别测量N个探测器的光电流C_i，i为1,2,3……N，所述光电流C_i为包含其 它N-1个激光器杂散光在内的光电流；

获取按照权利要求1所述方法获得的矩阵A，通过公式P＝AC计算得到 每一个激光器的实际功率P_i。

进一步的，在所述获取按照权利要求1所述方法获得的矩阵A的步骤之前， 还包括：

预先存储按照权利要求1所述方法获得的矩阵A。

相应的，本发明实施例提供了一种获取阵列激光器使用中激光器实际功 率的装置，所述阵列为1×N线阵列，包括：

开启单元，用于开启所有N个激光器；

测量单元，用于分别测量N个探测器的光电流C_i，i为1,2,3……N，所述光 电流C_i为包含其它N-1个激光器杂散光在内的光电流；

计算单元，用于获取按照权利要求1所述方法获得的矩阵A，并通过公 式P＝AC计算得到每一个激光器的实际功率P_i。

进一步的，还包括：

存储单元，用于存储按照权利要求1所述方法获得的矩阵A。

使用该方法得到的矩阵A，能够真实表达阵列激光器功率与阵列探测器光 电流之间的线性关系，即使在阵列激光器使用中有信道串扰的情况下，也能 获得激光器的实际功率。

附图说明

图1是本发明提供的获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间线性 关系的方法实施例流程图；

图2是本发明提供的获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间线性 关系的装置实施例方框示意图；

图3是本发明提供的获取阵列激光器使用中激光器实际功率的方法实施 例流程图；

图4是本发明提供的获取阵列激光器使用中激光器实际功率的装置实施 例一方框示意图；

图5是本发明提供的获取阵列激光器使用中激光器实际功率的装置实施 例二方框示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间 线性关系的方法，所述阵列均为1×N线阵列，所述功率为P，所述光电流为C， 所述线性关系为N×N的矩阵A。具体应用中，为N个并排的信道，每个信道一 个激光器，以及一个对应的探测器探测该激光器的光电流以计算其功率，保 证激光器功率的稳定输出。

图1是本发明提供的获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间线性 关系的方法实施例流程图，请参阅图1。

101，步骤一，开启第j个激光器，其他激光器均为关闭状态，j为 1,2,3……N。

具体的，本实施例以j＝1为例，在其他激光器均为关闭状态时，开启第 1个激光器。当然，也可以开启第2个，第3个……第N个激光器均可。

102，步骤二，测量所述第j个激光器的输出功率P_j，并分别测量N个探测 器的光电流C_i，i为1,2,3……N。

具体的，由于此时只开启了唯一的第1个激光器，因此测量的其输出功率 P₁是准确的实际值；而测量的N个探测器的光电流C₁、C₂、C₃……C_N中，C₁为对应的第1个探测器探测到的第1个激光器的光电流，其余C₂、C₃……C_N均 为其他探测器探测到的第1个激光器的杂散光，即每个激光器对其他所有探测 器探测到的光电流均有影响，也即对其相应信道的激光器输出功率有影响。

103，步骤三，通过公式计算出第j列所有的元素a_ij＝C_i/P_j。

具体的，由于在步骤二中已经测出输出功率P₁和光电流C₁、C₂、C₃……C_N， 因此，通过以下公式(3)可以计算出第1列所有的元素a₁₁、a₂₁、a₃₁……a_N1， 该列元素即第1个激光器对其他激光器的影响因子。

由公式P＝AC   (1)

得到

化为线性方程组为：

104，步骤四，针对j不同的取值，循环步骤一至步骤三，直至N个激光器 均逐一开启过，并计算得到矩阵A^-1的全部元素a_ij。

具体的，依照前面计算第1列所有的元素a₁₁、a₂₁、a₃₁……a_N1的相同方 法，针对j不同的取值，例如j＝2，循环执行步骤一至步骤三，计算得到第2列 所有的元素a₁₂、a₂₂、a₃₂……a_N2；同样的，j＝3，循环执行步骤一至步骤三， 计算得到第3列所有的元素a₁₃、a₂₃、a₃₃……a_N3；j＝4，……直到N个激光器 均逐一开启过，并计算得到矩阵A^-1的全部元素a_ij。

105，步骤五，对矩阵A^-1进行逆运算得到矩阵A。

具体的，矩阵逆变换运算为公知常识，此处不再赘述。

本实施例方法得到的矩阵A，由于计算了每个激光器对其他所有探测器探 测到的光电流的影响因子，能够真实表达阵列激光器功率与阵列探测器光电 流之间的线性关系，使用该矩阵A，即使在阵列激光器使用中有信道串扰的情 况下，也能算出激光器的实际功率。

相应的，本发明实施例还提供了一种获取阵列激光器功率与阵列探测器 光电流之间线性关系的装置，所述阵列均为1×N线阵列，所述功率为P，所述 光电流为C，所述线性关系为N×N的矩阵A。具体应用中，为N个并排的信道， 每个信道一个激光器，以及一个对应的探测器探测该激光器的光电流以计算 其功率，保证激光器功率的稳定输出。

图2是本发明提供的获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间线性 关系的装置实施例方框示意图。需要说明的是，本实施例中各部件之间的连 接线，不一定代表各部件之间进行物理连接，也可以代表各部件之间逻辑上 相互关联或相互作用的关系。

请参阅图2，本实施例提供一种获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流 之间线性关系的装置2，该装置2包括开启单元21、测量单元22、计算单元23、 控制单元24以及逆运算单元25。

所述开启单元21，用于开启第j个激光器，其他激光器均为关闭状态，j 为1,2,3……N。

具体的，本实施例以j＝1为例，在其他激光器均为关闭状态时，开启第 1个激光器。当然，也可以开启第2个，第3个……第N个激光器均可。

所述测量单元22，用于测量所述第j个激光器的输出功率P_j，并分别测量N 个探测器的光电流C_i，i为1,2,3……N。

具体的，由于此时所述开启单元11只开启了唯一的第1个激光器，因此 所述测量单元22测量的其输出功率P₁是准确的实际值；而测量的N个探测 器的光电流C₁、C₂、C₃……C_N中，C₁为对应的第1个探测器探测到的第1 个激光器的光电流，其余C₂、C₃……C_N均为其他探测器探测到的第1个激 光器的杂散光，即每个激光器对其他所有探测器探测到的光电流均有影响， 也即对其相应信道的激光器输出功率有影响。

所述计算单元23，用于通过下列公式(3)计算出第j列所有的元素a_ij＝C_i/P_j。 具体的，由于所述测量单元22已经测出输出功率P₁和光电流C₁、C₂、C₃…… C_N，因此，通过以下公式(3)可以计算出第1列所有的元素a₁₁、a₂₁、a₃₁…… a_N1，该列元素即第1个激光器对其他激光器的影响因子。

由公式P＝AC   (1)

得到

化为线性方程组为：

所述控制单元24，用于针对j不同的取值，控制所述开启单元、测量单元、 计算单元循环工作，直至N个激光器均逐一开启过，并计算得到矩阵A^-1的全 部元素a_ij。

具体的，所述控制单元24针对j不同的取值，例如j＝2，控制所述开启单元 21、测量单元22、计算单元23循环工作，计算得到第2列所有的元素a₁₂、a₂₂、 a₃₂……a_N2；同样的，j＝3，控制所述开启单元、测量单元、计算单元循环工 作，计算得到第3列所有的元素a₁₃、a₂₃、a₃₃……a_N3；j＝4，……直到N个激 光器均逐一开启过，并计算得到矩阵A^-1的全部元素a_ij。

所述逆运算单元25，用于对矩阵A^-1进行逆运算得到矩阵A。

具体的，矩阵逆变换运算为公知常识，此处不再赘述。

应用本实施例装置得到的矩阵A，由于计算了每个激光器对其他所有探测 器探测到的光电流的影响因子，能够真实表达阵列激光器功率与阵列探测器 光电流之间的线性关系，使用该矩阵A，即使在阵列激光器使用中有信道串扰 的情况下，也能算出激光器的实际功率。

相应的，本发明实施例还提供了一种获取阵列激光器使用中激光器实际 功率的方法，所述阵列为1×N线阵列。具体应用中，为N个并排的信道，每 个信道一个激光器，以及一个对应的探测器探测该激光器的光电流以计算其 功率，保证激光器功率的稳定输出。

图3是本发明提供的获取阵列激光器使用中激光器实际功率的方法实施 例流程图，请参阅图3。

步骤301，开启所有N个激光器。

具体的，在实际应用中，一般均是同时开启所有N个激光器。

步骤302，分别测量N个探测器的光电流C_i，i为1,2,3……N，所述光电流 C_i为包含其它N-1个激光器杂散光在内的光电流。

具体的，由于该N个激光器之间的距离较近，而用于监控的通常是相同数 量的一个线阵列光电探测器，这些光电探测器读出的光电流往往包含相邻激 光器杂散光的噪声信息。

步骤303，获取矩阵A，通过公式P＝AC计算得到每一个激光器的实际 功率P_i。

具体的，获取矩阵A的方法与本发明图1实施例所述方法相同。优选地， 所述矩阵A用本发明图1所述方法获得后，预先存储在寄存器中，在本步骤 中测得光电流后只需直接调用A，直接代入公式P＝AC中即可算出每一个激光 器的实际功率P_i。

应用本实施例所述方法，由于使用了已经计算过每个激光器对其他所有 探测器探测到的光电流的影响因子、能够真实表达阵列激光器功率与阵列探 测器光电流之间的线性关系的矩阵A，使得阵列激光器在使用中，即使有信道 串扰，也能通过测量计算获得激光器的实际功率，从而对稳定该激光器的输 出功率有所帮助。

相应的，本发明还提供了一种获取阵列激光器使用中激光器实际功率的 装置，所述阵列为1×N线阵列。具体应用中，为N个并排的信道，每个信 道一个激光器，以及一个对应的探测器探测该激光器的光电流以计算其功率， 保证激光器功率的稳定输出。

以下将以两个实施例对本发明提供的获取阵列激光器使用中激光器实际 功率的装置进行说明。需要指出的是，在该两个实施例中各部件之间的连接 线，不一定代表各部件之间进行物理连接，也可以代表各部件之间逻辑上相 互关联或相互作用的关系。

图4是本发明提供的获取阵列激光器使用中激光器实际功率的装置实施 例一方框示意图，请参阅图4。

本实施例提供一种获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间线性关 系的装置4，包括：

开启单元41，用于开启所有N个激光器。

具体的，在实际应用中，一般均是同时开启所有N个激光器。

测量单元42，用于分别测量N个探测器的光电流C_i，i为1,2,3……N， 所述光电流C_i为包含其它N-1个激光器杂散光在内的光电流。

具体的，所述测量单元42为一个线阵列光电探测器，由于该N个激光器之 间的距离较近，故这些光电探测器读出的光电流往往包含相邻激光器杂散光 的噪声信息。

计算单元43，用于获取矩阵A，并通过公式计算得到每一个激光器的实 际功率P_i。

具体的，获取矩阵A的方法与本发明图1实施例所述方法相同。优选地， 所述矩阵A用本发明图1所述方法获得后，预先存储在寄存器中，计算单元 43只需直接调用A，直接代入公式P＝AC中即可算出每一个激光器的实际功 率P_i。

应用本实施例所述方法，由于使用了已经计算过每个激光器对其他所有 探测器探测到的光电流的影响因子、能够真实表达阵列激光器功率与阵列探 测器光电流之间的线性关系的矩阵A，使得阵列激光器在使用中，即使有信道 串扰，也能通过测量计算获得激光器的实际功率，从而对稳定该激光器的输 出功率有所帮助。

图5是本发明提供的获取阵列激光器使用中激光器实际功率的装置实施 例二方框示意图，请参阅图4。

本实施例提供一种获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流之间线性关 系的装置5，包括：

开启单元51，用于开启所有N个激光器。

具体的，与实施例一开启单元41相同，此处不再赘述。

测量单元52，用于分别测量N个探测器的光电流C_i，i为1,2,3……N， 所述光电流C_i为包含其它N-1个激光器杂散光在内的光电流。

具体的，与实施例一测量单元42相同，此处不再赘述。

存储单元54，用于存储矩阵A。

具体的，所述矩阵A的获取方法与本发明图1实施例所述方法相同。

计算单元53，用于从存储单元54处获取矩阵A，并通过公式计算得到每一 个激光器的实际功率P_i。

具体的，与实施例一计算单元43相同，此处不再赘述。

应用本实施例所述方法，由于使用了已经计算过每个激光器对其他所有 探测器探测到的光电流的影响因子、能够真实表达阵列激光器功率与阵列探 测器光电流之间的线性关系的矩阵A，使得阵列激光器在使用中，即使有信道 串扰，也能通过测量计算获得激光器的实际功率，从而对稳定该激光器的输 出功率有所帮助。

以上对本发明实施例所提供的获取阵列激光器功率与阵列探测器光电流 之间线性关系的方法及装置，以及获取阵列激光器使用中激光器实际功率的 方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了两个具体个例对本发明的原理及 实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及 其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具 体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理 解为对本发明的限制。