激光波长调制测量装置及其测量方法、测量系统

摘要

一种激光波长调制测量装置及其测量方法、测量系统，涉及激光技术领域。该激光波长调制测量装置包括控制器、电源、波形发生器、激光器驱动板、待测激光器、单模光纤、干涉仪和数据采集器；电源向激光器驱动板输入驱动电流信号，波形发生器向激光器驱动板输入三角波调制信号；激光器驱动板将经过三角波调制信号调制的驱动电信号输入至待测激光器以驱动待测激光器发射激光束并通过单模光纤进入干涉仪；干涉仪将待测激光器发射的激光束进行干涉；数据采集器采集和记录干涉仪的干涉信号；控制器对干涉信号进行处理和分析。该激光波长调制测量装置测量精度高且成本较低，能够解决现有技术中采用光谱分析仪测量激光波长时，其测量精度受限的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体而言，涉及一种激光波长调制测量装置及其测量方法、测量系统。

背景技术

由于半导体激光器具有制造简单、易量产、成本低、波长覆盖范围广、体积小、寿命长、能耗低以及电光转换效率高等优点，在光纤通信、光存储器、激光打印机和3D传感等技术领域获得了广泛应用。其中，波长调制的测量是半导体激光器制造领域的一个关键技术指标，可用于对半导体激光器的光学性能进行评估，并用于指导加工和制造工艺。

目前，测量激光光源的波长调制的方法通常是LIV(光谱-功率-伏安特性)测量法，该方法的原理如图1所示，其通过对激光器施加从低到高的驱动电流，并采用符合光学波长分辨率要求的光谱分析仪分别记录和测量不同电流下的光谱峰值波长，进而获得激光波长随驱动电流的变化关系。然而，该测量方法需要输入多个离散的驱动电流值，测量非常耗时；此外，由于激光波长是通过光谱分析仪进行测量，因此波长测量的精度取决于光谱分析仪的分辨率和精度，而光谱分析仪的分辨率和精度越高，对应的价格也会越高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光波长调制测量装置及其测量方法、测量系统，其能够提供一种测量精度高且成本较低的激光波长调制测量装置，以解决现有技术中采用光谱分析仪测量激光波长时，其测量精度受限的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的一方面，提供一种激光波长调制测量装置，该激光波长调制测量装置包括控制器、电源、波形发生器、激光器驱动板、待测激光器、单模光纤、干涉仪以及数据采集器；其中，控制器分别与电源、波形发生器、干涉仪以及数据采集器电连接，电源向激光器驱动板输入驱动电流信号，波形发生器向激光器驱动板输入三角波调制信号；激光器驱动板用于将经过三角波调制信号调制的驱动电信号输入至待测激光器，以驱动待测激光器发射激光束并通过单模光纤进入干涉仪；干涉仪用于将待测激光器发射的激光束进行干涉；数据采集器用于采集和记录干涉仪的干涉信号；控制器用于对数据采集器所采集的干涉信号进行处理和分析。该激光波长调制测量装置能够提供一种测量精度高且成本较低的激光波长调制测量装置，以解决现有技术中采用光谱分析仪测量激光波长时，其测量精度受限的问题。

可选地，激光波长调制测量装置还包括分别与干涉仪连接和控制器电连接的光功率计，光功率计用于检测耦合到单模光纤的激光束的光强和激光束耦合到单模光纤的效率，并传输至控制器。

可选地，激光波长调制测量装置还包括设于待测激光器和单模光纤的输入端之间的准直镜，准直镜用于对待测激光器发射的激光束进行准直。

可选地，激光波长调制测量装置还包括设于准直镜与单模光纤的输入端之间的物镜，物镜用于对自待测激光器发射的激光束进行聚焦，并将激光束耦合到所述单模光纤。

可选地，待测激光器为半导体激光器。

可选地，所述数据采集器为数据采集卡或者示波器。

本发明的另一方面，提供一种激光波长调制测量系统，该激光波长调制测量系统包括上述的激光波长调制测量装置。

本发明的又一方面，提供一种激光波长调制测量方法，该激光波长调制测量方法采用了上述的激光波长调制测量装置，该测量方法包括：分别调节电源向激光器驱动板输入的驱动电流信号，以及波形发生器向激光器驱动板输入的三角波调制信号；将经过三角波调制信号调制的驱动电流信号通过激光器驱动板输入至待测激光器，以驱动待测激光器发射激光束；对待测激光器发射的激光束进行干涉处理；采集和记录激光束的干涉信号；对干涉信号进行处理和分析，以得到激光束的波长随驱动电流信号对应的驱动电流值的变化情况。

可选地，采集和记录干涉仪的干涉信号，包括：采集和记录干涉仪的至少两个周期的干涉信号。

可选地，在对待测激光器发射的激光束进行干涉处理之前，方法还包括：检测激光束的光强。

本发明的有益效果包括：

本实施例提供一种激光波长调制测量装置，包括控制器、电源、波形发生器、激光器驱动板、待测激光器、单模光纤、干涉仪以及数据采集器。在使用时，可由控制器发出指令控制波形发生器，以使波形发生器生成预设频率和幅值的三角波调制信号，与此同时，控制器发送指令控制电源，以使电源输出具有预设电流和电压的驱动电流信号。驱动电流信号经过三角波调制信号调制后经过激光器驱动板输出至待测激光器，从而驱动待测激光器发射激光束。待测激光器发出的激光束作用于单模光纤的输入端，并耦合进入单模光纤，随即进入干涉仪。干涉仪将输入的激光束等分为两路光，其中一路光直接作用于干涉仪的一个光电探测器，经过光电转换后输出电压信号，信号由数据采集器的第二通道进行连接和探测。另一路又被等分为两路，这两路光经过长度不同的单模光纤形成恒定的光程差后汇集在一起形成干涉并由干涉仪的另一个光电探测器探测后输出电压信号，该信号由数据采集器的第一通道连接和探测。如此，数据采集器便可以采集和记录干涉仪的干涉信号，并将该干涉信号传输至控制器。控制器采集并存储数据采集器采集到的信号，经过分析和处理就可以得到待测激光器在不同驱动电流下的光谱峰值波长，通过判断得到的波长漂移范围可以判断待测激光器的光学性能是否符合要求。与现有技术相比，本申请提供的激光波长调制测量装置通过光学干涉法对激光波长随电流变化的结果进行测量，可以有效提高测量精度，避免现有技术中采用光谱分析仪测量激光波长时，其测量精度受限于设备精度的问题。同时，相比于现有的测量激光波长调制的方式而言，本申请测量耗时短，无需很多离散的驱动电流值，并分别测量这些驱动电流下的波长响应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术提供的LIV测量法的原理图；

图2为本发明实施例提供的激光波长调制测量装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的激光波长调制测量装置的干涉仪的原理图；

图4为本发明实施例提供的激光波长调制测量方法的流程示意图。

图标：10-控制器；20-电源；30-波形发生器；40-激光器驱动板；50-待测激光器；60-单模光纤；70-干涉仪；80-数据采集器；90-光功率计；92-准直镜；93-物镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

激光波长的测量是半导体激光器制造领域的一个关键技术指标，可用于对半导体激光器的光学性能进行评估，并反作用于半导体激光器，从而对半导体激光器的加工和制造提供指导。目前，常用的激光波长调制测量的方法通常是LIV(光谱-功率-伏安特性)方法。该方法的原理请参照图1所示，其将电源20通加载在驱动电路板上，然后由驱动电路板驱动激光器发光，激光射入积分球并在积分球内部多次反射以使光信号被均匀化，随后照射到光纤入射端面并进入光纤，光信号被光纤传输到光谱分析仪，由光谱分析仪对光源的波长进行测量。

这样，为了得到激光波长随驱动电流的变化情况，则需要不断改变驱动电流的大小并进行多次反复测量。

从LIV测量法的工作原理可以看出，该方法存在测量非常耗时的问题；同时，由于激光波长是通过光谱分析仪进行测量的，因此激光波长的测量精度几乎完全取决于光谱测量仪的分辨率和精度；而对应地，光谱分析仪的分辨率和精度越高，则价格也会相应越高。因此，LIV测量法还存在其测量精度极大受限于光谱分析仪精度和分辨率的问题。

为此，本申请为解决现有技术中LIV测量法测量激光波长时存在的至少一个问题，特地提出了一种新的激光波长调制测量装置，从而以提高激光波长的测量精度高并降低成本。

请参照图2，本实施例提供一种激光波长调制测量装置，该激光波长调制测量装置包括控制器10、电源20、波形发生器30、激光器驱动板40、待测激光器50、单模光纤60、干涉仪70以及数据采集器80；其中，控制器10分别与电源20、波形发生器30、干涉仪70以及数据采集器80电连接，电源20向激光器驱动板40输入驱动电流信号，波形发生器30向激光器驱动板40输入三角波调制信号；激光器驱动板40用于将经过三角波调制信号调制的驱动电信号输入至待测激光器50，以驱动待测激光器50发射激光束并通过单模光纤60进入干涉仪70；干涉仪70用于将待测激光器50发射的激光束进行干涉；数据采集器80用于采集和记录干涉仪70的干涉信号；控制器10用于对数据采集器80所采集的干涉信号进行处理和分析。

其中，上述控制器10分别与电源20、波形发生器30、干涉仪70以及数据采集器80电连接。这样，控制器10便可以实现控制电源20、波形发生器30、干涉仪70以及数据采集器80的开启与关闭，进而控制激光波长调制测量装置的启动与否。

电源20用于在控制器10的控制下启动，从而用于为激光器驱动板40提供驱动电流信号。其中，控制器10可以预先设定电源20输入至激光器驱动板40的驱动电流信号的对应参数，例如为驱动电流信号对应的电流值和电压值。

波形发生器30的开启与关闭也是通过控制器10控制的，并且波形发生器30输入至激光器驱动板40的三角波调制信号的频率和幅值也是由控制器10设定的。这样便可以为待测激光器50提供不同驱动电流信号，并根据不同输入的驱动电流信号得到对应的光谱峰值波长，从而用于判断待测激光器50的光学性能。

电源20的驱动电流信号和波形发生器30的三角波调制信号共同作用于激光器驱动板40上，激光器驱动板40可用于将经过三角波调制信号调制的驱动电流信号加载至待测激光器50上，从而使得待测激光器50发射激光束。

可选地，上述待测激光器50可以为半导体激光器。该半导体激光器的波长可以为紫外到近红外波段波长。

在本实施例中，设置单模光纤60是为了确保自待测激光器50收集到的光信号的单模特性，以避免其他模式的光信号的干扰。

干涉仪70是用于将待测激光器50发射的激光束进行干涉处理，并输出光电转换后的电信号至数据采集器80，从而通过采用光学相干技术对激光束的波长的调制特性进行精确检测。在本实施例中，该干涉仪70为马赫-曾德尔干涉仪70。

示例地，数据采集器80可以为数据采集卡也可以为示波器。数据采集卡或示波器用于采集干涉仪70的干涉信号并传输至控制器10。这样，本申请便可以通过数据采集卡或示波器采集干涉仪70的干涉信号，进而由控制器10获取数据采集卡或示波器采集的数据，从而对该干涉信号进行分析处理。

其中，上述数据采集器80的配置参数也可以通过控制器10进行设定，从而使得数据采集器80可以记录至少两个连续周期的干涉信号。

请结合参照图3，图3为干涉仪70的原理图。在使用时，被测激光器发射的激光束被耦合进单模光纤60内，随后会被等比分光的光纤分束器分成两路光束，其中一路的传输光纤比另一路传输光纤长(即如图3所示，上方的光路对应的传输光纤长度大于下方的光路对应的传输光纤的长度)，这样将产生φ(t-τ)的相位延迟。最后，两路光束分别经过两路后将通过合束器合束，并由光电探测器(PD)接收和探测，最后输出至数据采集器80。控制器10通过对数据采集器80采集到的干涉仪70的干涉信号进行分析处理便可以对干涉光的相干特性进行检测和评估。

其中，如何通过干涉仪70获取待测激光器50的波长变化趋势，为干涉法测量激光光源波长的物理学基础，干涉仪70的工作原理属于现有技术，故本申请对此不做过多解释说明。我们结合专门开发的数据处理算法可以利用MZI干涉方法快速测量激光光源的波长随驱动电流的变化趋势。该方法结构相对简单，测量结果精度较高，且相对成本较低，具有比较广泛的应用前景。

需要说明的是，本申请的电源20和波形发生器30分别是与激光器驱动板40连接的，激光器驱动板40与待测激光器50连接。同时，电源20和波形发生器30还应该是与控制器10电连接的，这样可便于通过控制器10控制电源20和波形发生器30的开启与关闭。

其中，单模光纤60位于待测激光器50的出光路线上，这样，自待测激光器50发射的激光束便可以进入单模光纤60内，单模光纤60的出射端与干涉仪70连接，干涉仪70与数据采集器80电连接，数据采集器80与控制器10电连接。

综上所述，本实施例提供一种激光波长调制测量装置，包括控制器10、电源20、波形发生器30、激光器驱动板40、待测激光器50、单模光纤60、干涉仪70以及数据采集器80；其中，控制器10分别与电源20、波形发生器30、干涉仪70以及数据采集器80电连接，电源20向激光器驱动板40输入驱动电流信号，波形发生器30向激光器驱动板40输入三角波调制信号；激光器驱动板40用于将经过三角波调制信号调制的驱动电信号输入至待测激光器50，以驱动待测激光器50发射激光束并通过单模光纤60进入干涉仪70；干涉仪70用于将待测激光器50发射的激光束进行干涉；数据采集器80用于采集和记录干涉仪70的干涉信号；控制器10用于对数据采集器80所采集的干涉信号进行处理和分析。这样，在使用时，可由控制器10发出指令控制波形发生器30，以使波形发生器30生成预设频率和幅值的三角波调制信号，与此同时，控制器10发送指令控制电源20，以使电源20输出具有预设电流和电压的驱动电流信号。驱动电流信号经过三角波调制信号调制后经过激光器驱动板40输出至待测激光器50，从而驱动待测激光器50发射激光束。待测激光器50发出的激光束作用于单模光纤60的输入端，并耦合进入单模光纤60，随即进入干涉仪70。干涉仪70将输入的激光束等分为两路光，其中一路光直接作用于干涉仪70的一个光电探测器，经过光电转换后输出电压信号，信号由数据采集器80的第二通道进行连接和探测。另一路又被等分为两路，这两路光经过长度不同的单模光纤60形成恒定的光程差后汇集在一起形成干涉并由干涉仪70的另一个光电探测器探测后输出电压信号，该信号由数据采集器80的第一通道连接和探测。如此，数据采集器80便可以采集和记录干涉仪70的干涉信号，并将该干涉信号传输至控制器10。控制器10采集并存储数据采集器80采集到的信号，经过分析和处理就可以得到待测激光器50在不同驱动电流下的光谱峰值波长，通过判断得到的波长调制范围可以判断待测激光器50的光学性能是否符合要求。与现有技术相比，本申请提供的激光波长调制测量装置通过光学干涉法对激光波长随电流变化的结果进行测量，可以有效提高测量精度，避免现有技术中采用光谱分析仪测量激光波长时，其测量精度受限于设备精度的问题。同时，相比于现有的测量激光波长的方式而言，本申请测量耗时短，无需很多离散的驱动电流值，并分别测量这些驱动电流下的波长响应。

另外，在本实施例中，可选地，激光波长调制测量装置还包括分别与干涉仪70连接和控制器10电连接的光功率计90，光功率计90用于检测耦合到单模光纤60的激光束的光强和用于计算激光束耦合到单模光纤60的效率，并传输至控制器10。

这样，具体地，自单模光纤60输入至干涉仪70内的激光束，可被干涉仪70按照一定的比例分为两路，集中光功率较低的一路(例如为5-10％)由光功率计90进行测量，从而用于实时对耦合到单模光纤60的光强进行监测，进而指导人工调节空间光的耦合；另一路则如前文所述又被等分成两路，其中一路光直接作用于干涉仪70的一个光电探测器，经过光电转换后输出电压信号。另一路再被等分为两路，这两路光经过长度不同的单模光纤60形成恒定的光程差后汇集在一起形成干涉并由干涉仪70的另一个光电探测器探测后输出电压信号。

由于待测激光器50发射的激光束具有一定的发散角需要经过准直才比较方便将其高效耦合到单模光纤60。所以，在本实施例中，激光波长调制测量装置还包括设于待测激光器50和单模光纤60的输入端之间的准直镜92，准直镜92用于对待测激光器50发射的激光束进行准直。这样，激光束通过准直镜92的准直后便可以输出平行光。

进一步地，为了将激光束聚焦到较小尺寸内，以便于耦合至单模光纤60内。可选地，激光波长调制测量装置还包括设于准直镜92与单模光纤60的输入端之间的物镜93，物镜93用于对自待测激光器50发射的激光束进行聚焦，并将激光束耦合到单模光纤60内。

示例地，以下将对激光波长调制测量装置的实际使用进行举例说明。

例如，待测激光器50可以为850nm波长的垂直腔面发射激光器。测试时，将波形发生器30的波形设置为三角波，频率为10KHz，偏移电压为500mV，电压幅值为750mV。波形发生器30的三角波调制信号和电源20的驱动电流信号一起加载激光器驱动板40上，然后对垂直腔面发射激光器进行驱动。

驱动垂直腔面发射激光器按照波形发生器30输出的波形发生周期性的亮暗变化。垂直腔面发射激光器发出的光信号经过焦距为11mm，工作距离为7.5mm的非球面准直镜92，光束变为平行光束。

平行光束被镜口率(即NA)为0.4，放大倍率为20倍的物镜93收集，从而将激光束聚焦于单模光纤60的端面上，单模光纤60将光信号传入干涉仪70进行干涉检测。干涉仪70的输入功率监测端与光功率计90相连，可以通过测量该监测端的功率来判断输入干涉仪70的光功率大小(例如，若实际使用的是分光比为5％的干涉仪70，当监测端的光功率高于2μW时，则说明输入信号足够进行干涉测量)。信号经过干涉仪70干涉后通过输出端输出，干涉信号输出端与数据采集器80第一通道相连，输出信号监测端与数据采集器80第二通道相连。采用数据采集器80采集干涉仪70的干涉信号输出和监测信号输出。

通过设置好数据采集器80的水平刻度和垂直刻度，并选择合适的采样率，确保数据采集器80一次可以捕捉到至少两个完整的周期。计算机抓取数据采集器80的干涉信号并存储在计算机上，如此便可以通过控制器10对干涉信号进行处理和分析，从而得到待测激光器50的峰值波长随驱动电流信号的变化情况(例如，可以将驱动电流信号设置成自1.25mA到2.35mA)。

示例地，可以通过以下方式通过控制器10对干涉信号进行分析和处理。

首先，通过控制器10获取并存储自数据采集器80获得的干涉信号，将该干涉信号对应的将数据进行存储；读取存储的数据文件，以时间为横轴，以电压为纵轴进行绘图，以得到信号随时间的变化曲线；对数据进行扫描，得到至少两个三角波区间的数据，并利用Hilbert算法提取这段数据的外形包络；根据该外形包络可以获得三角波上升沿和下降沿的斜率；根据待测激光器50的初始波长值，可以获得待测激光器50的峰值波长随驱动电流变化的曲线，进而对激光波长的漂移特性进行评估。

本发明的另一方面，提供一种激光波长调制测量系统，该激光波长测量系统包括上述的激光波长调制测量装置。由于上述的激光波长调制测量装置的结构及其有益效果均已在前文做了详细阐述与说明，故在此不做赘述。

请参照图4，本发明的又一方面，提供一种激光波长调制测量方法，该激光波长调制测量方法采用了上述的激光波长调制测量装置，该测量方法包括以下步骤：

S100、分别调节电源20向激光器驱动板40输入的驱动电流信号，以及波形发生器30向激光器驱动板40输入的三角波调制信号。

电源20向激光器驱动板40输入的驱动电流信号可以通过控制器10设定，同理，波形发生器30向激光器驱动板40输入的三角波调制信号的对应参数也可以通过控制器10进行设定。

S200、将经过三角波调制信号调制的驱动电流信号通过激光器驱动板40输入至待测激光器50，以驱动待测激光器50发射激光束。

电源20和波形发生器30均与激光器驱动板40连接，激光器驱动板40和待测激光器50连接，这样便于实现互相之间的电驱动关系，通过本申请的相关描述结合附图本领域技术人员可轻松获知，故不再细述。

S300、对待测激光器50发射的激光束进行干涉处理。

对待测激光器50发射的激光束进行干涉处理可通过干涉仪70实现。

S400、采集和记录激光束的干涉信号。

另外，示例地，采集和记录激光束的干涉信号可以通过数据采集器80实现。

可选地，在本实施例中，上述步骤S400、采集和记录干涉仪70的干涉信号，包括：

采集和记录干涉仪70的至少两个周期的干涉信号。应理解，至少两个周期即指至少相邻的周期，当然，也可以采集和记录连续的多个周期的干涉信号，在此不做限制。

另外，在上述步骤S400、对待测激光器50发射的激光束进行干涉处理之前，该方法还可以包括：

检测激光束的光强。

其中，检测激光束的光强可以通过分别与干涉仪70连接和控制器10电连接的光功率计90实现。

具体地，可以将自单模光纤60输入至干涉仪70内的激光束，被干涉仪70按照一定的比例分为两路，集中光功率较低的一路(例如为5-10％)通过光功率计90进行测量，从而用于实时对耦合到单模光纤60的光强进行监测，进而指导人工调节空间光的耦合。

S500、对干涉信号进行处理和分析，以得到激光束的波长随驱动电流信号对应的驱动电流值的变化情况。

其中，对于干涉信号分析和处理的具体方式可通过如下方式实现：

首先，通过控制器10获取并存储自数据采集器80获得的干涉信号，将该干涉信号对应的将数据进行存储；读取存储的数据文件，以时间为横轴，以电压为纵轴进行绘图，以得到信号随时间的变化曲线；对数据进行扫描，得到至少两个三角波区间的数据，并利用Hilbert算法提取这段数据的外形包络；根据该外形包络可以获得三角波上升沿和下降沿的斜率；根据待测激光器50的初始波长值，可以获得待测激光器50的峰值波长随驱动电流变化的曲线，进而对激光波长的调制特性进行评估。

以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。