光功率计的偏移归零制造技术

提供了光功率测量方法、偏移校准方法和适于应用所述偏移校准方法的光功率计。光功率测量方法、偏移校准方法和光功率计的特征在于两个温度传感器用于更准确地预测光功率偏移。第一温度传感器被定位成读取光电二极管的温度，并且第二温度传感器被定位成读取PCB接地平面的温度。的温度。的温度。

【技术实现步骤摘要】
光功率计的偏移归零


[0001]本说明书总体上涉及光功率计，并且更具体地涉及偏移归零(offset nulling)。

技术介绍

[0002]通常使用光电二极管来测量光的光功率，该光电二极管将在光电二极管的表面上接收到的光功率转换为光电流。
[0003]即使没有光入射在光电探测器上，光电二极管通常也会生成电噪声，称为“暗电流”。因此，从光电二极管流出的总电流为光电流与暗电流之和。如果不考虑，则暗电流会在光功率测量中引入偏移，这会影响测量的线性度或隐含不确定性。已知暗电流随光电二极管的温度而显著变化。
[0004]当使用光电二极管测量光功率时，在本领域中已知要执行偏移归零的在先步骤以消除由暗电流和其他电路部件引起的光功率偏移。由于偏移的温度变化，这种偏移归零仅对于执行偏移归零的时刻有效，并且通常建议每次使用光功率计都重复偏移归零步骤。这种偏移归零还对光功率计预热敏感，且在建议的预热时间之后应注意执行偏移归零步骤。可以通过阻止输入光或切换输入电子电路来自动进行偏移归零。这种偏移归零(手动的或自动的)的一些缺点是执行此操作需要中断测量过程，这必须被非常小心地执行并且需要一些附加时间和附加硬件。
[0005]一种替代解决方案是在给定的预热时间后，在给定的室温(23℃
±
1℃)下执行工厂偏移归零校准。只要接近该给定的室温使用光功率计，这种工厂偏移归零校准就允许避免针对每次新的光功率测量在现场重复进行偏移归零步骤。在狭窄的温度范围之外进行的任何测量都将经受偏移归零误差。
[0006]但是，手持式光功率计用于在高湿度和温度范围下在室外使用。当手持式光功率计密闭时，它们可能需要数小时的预热时间。在没有这样的预热时间的情况下，不能使工厂偏移归零校准可靠，并且这种预热时间在工业上是不可接受的。
[0007]因此，仍然需要一种偏移归零校准方法，该方法允许在变化的环境温度下进行光功率测量，而无需长预热时间。

技术实现思路

[0008]提供了光功率测量方法、偏移校准方法和适于应用所述偏移校准方法的光功率计。光功率测量方法、偏移校准方法和光功率计的特征在于两个温度传感器用于更准确地预测光功率偏移。第一温度传感器被定位成读取光电二极管的温度，并且第二温度传感器被定位成读取PCB接地平面的温度。
[0009]从针对两个不同温度点获得的光功率偏移值，可以导出数值模型，该模型考虑了光电二极管、跨阻抗放大器和整个电子放大电路的热定律。然后，可以基于导出的数值模型，将该数值模型稍后应用于预测通过不同光电探测器和接地平面温度值获得的后续光功率测量的光功率偏移。
[0010]使用所提出的数值模型，可以通过仅在两个不同温度点处测量光功率偏移测量来校准光功率计。在一个实施例中，可以在预热程序期间在工厂校准或现场自校准时读取这些测量。有利地，偏移校准步骤不需要任何特定的或稳定的温度设定点。
[0011]有利地，一旦偏移校准过程完成，与现有技术方法相比，光功率计可以在接近零的预热时间的情况下使用。在一些实现方式中，除了例如进行波长校准已经需要的那些步骤之外，所提出的校准方法可能不需要任何附加步骤，从而减少了校准时间。
[0012]根据一个方面，提供了一种光功率测量方法，其包括：
[0013]在测量温度点处，
[0014]从包括光电探测器和放大电路的光功率计读取原始光功率值；
[0015]读取与所述光电探测器相关联的测量光电探测器温度值(T
pd
)；以及
[0016]读取与所述放大电路的接地平面相关联的测量接地平面温度值(T
gnd
)；
[0017]根据与所述光功率计的所述光电探测器和所述放大电路相关联的预定参数、所述测量光电探测器温度值(T
pd
)和所述测量接地平面温度值(T
gnd
)，确定测量光功率偏移值；
[0018]从所述原始光功率值和所确定的测量光功率偏移值导出光功率测量值。
[0019]预定参数可以从以下各项的在先步骤获得：
[0020]在第一温度点处：
[0021]读取与所述光功率计的所述光电探测器相关联的第一光电探测器温度值(T
pd0
)；以及
[0022]读取与所述光功率计的所述放大电路的所述接地平面相关联的第一接地平面温度值(T
gnd0
)；
[0023]针对第一放大增益设定并且针对第二放大增益设定：
[0024]读取光功率偏移值(A0,B0)；
[0025]在与所述第一温度点不同的第二温度点处：
[0026]读取与所述光功率计的所述光电探测器相关联的第二光电探测器温度值(T
pd1
)；以及
[0027]读取与所述光功率计的所述放大电路的所述接地平面相关联的第二接地平面温度值(T
gnd1
)；
[0028]针对所述第一放大增益设定并且针对所述第二放大增益设定：
[0029]读取光功率偏移值(A1,B1)；
[0030]从所读取的光功率偏移值(A0,B0；A1,B1)、光电探测器温度值(T
pd0
,T
pd1
)以及接地平面温度值(T
gnd0
,T
gnd1
)导出与所述光功率计的所述光电探测器和所述放大电路相关联的所述预定参数。
[0031]根据另一个方面，提供了一种偏移校准方法，其包括：
[0032]在第一温度点处：
[0033]读取与所述光功率计的光电探测器相关联的第一光电探测器温度值(T
pd0
)；以及
[0034]读取与所述光功率计的放大电路的接地平面相关联的第一接地平面温度值(T
gnd0
)；
[0035]针对第一放大增益设定并且针对第二放大增益设定：
[0036]读取光功率偏移值(A0,B0)；
[0037]在与所述第一温度点不同的第二温度点处：
[0038]读取与所述光功率计的光电探测器相关联的第二光电探测器温度值(T
pd1
)；以及
[0039]读取与所述光功率计的所述放大电路的接地平面相关联的第二接地平面温度值(T
gnd1
)；
[0040]针对所述第一放大增益设定并且针对所述第二放大增益设定：
[0041]读取光功率偏移值(A1,B1)；
[0042]从所读取的光电探测器温度值(T
pd0
,T
pd1
)、接地平面温度值(T
gnd0
,T
gnd1
)以及光功率偏移值(A0,B0；A1,B1)导出与所述光功率计的所述光电探测器和所述放大电路相关联的参数。
[0043]根据另一个方面，提供了一种光功率计，其包括：
[0044]光电探测器、放大电路和用于读取原始光功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光功率测量方法，其包括：在测量温度点处，从包括光电探测器和放大电路的光功率计读取原始光功率值；读取与所述光电探测器相关联的测量光电探测器温度值(T
pd
)；以及读取与所述放大电路的接地平面相关联的测量接地平面温度值(T
gnd
)；根据与所述光功率计的所述光电探测器和所述放大电路相关联的预定参数、所述测量光电探测器温度值(T
pd
)和所述测量接地平面温度值(T
gnd
)，确定测量光功率偏移值；从所述原始光功率值和所确定的测量光功率偏移值导出光功率测量值。2.根据权利要求1所述的光功率测量方法，其还包括以下各项的在先步骤：在第一温度点处：读取与所述光功率计的所述光电探测器相关联的第一光电探测器温度值(T
pd0
)；以及读取与所述光功率计的所述放大电路的所述接地平面相关联的第一接地平面温度值(T
gnd0
)；针对第一放大增益设定并且针对第二放大增益设定：读取光功率偏移值(A0,B0)；在与所述第一温度点不同的第二温度点处：读取与所述光功率计的所述光电探测器相关联的第二光电探测器温度值(T
pd1
)；以及读取与所述光功率计的所述放大电路的所述接地平面相关联的第二接地平面温度值(T
gnd1
)；针对所述第一放大增益设定并且针对所述第二放大增益设定：读取光功率偏移值(A1,B1)；从所读取的光功率偏移值(A0,B0；A1,B1)、光电探测器温度值(T
pd0
,T
pd1
)以及接地平面温度值(T
gnd0
,T
gnd1
)导出与所述光功率计的所述光电探测器和所述放大电路相关联的所述预定参数。3.根据权利要求1或2所述的光功率测量方法，其中所述预定参数包括：所述放大电路的输入偏置电流、在基准温度下所述光电探测器的暗电流、作为所述接地平面温度的函数的放大电路偏移。4.根据权利要求2所述的光功率测量方法，其中所述测量温度点不同于所述第一温度点和所述第二温度点两者。5.根据权利要求2所述的光功率测量方法，其中使用测量放大增益设定来读取所述原始光功率值，所述测量放大增益设定不同于所述第一放大增益设定和所述第二放大增益设定两者。6.一种用于表征光功率计的光功率偏移的校准方法，所述方法包括：在第一温度点处：读取与所述光功率计的光电探测器相关联的第一光电探测器温度值(T
pd0
)；以及读取与所述光功率计的放大电路的接地平面相关联的第一接地平面温度值(T
gnd0
)；针对第一放大增益设定并且针对第二放大增益设定：读取光功率偏移值(A0,B0)；在与所述第一温度点不同的第二温度点处：
读取与所述光功率计的光电探测器相关联的第二光电探测器温度值(T
pd1
)；以及读取与所述光功率计的所述放大电路的接地平面相关联的第二接地平面温度值(T
gnd1
)；针对所述第一放大增益设定并且针对所述第二放大增益设定：读取光功率偏移值(A1,B1)；从所读取的光电探测器温度值(T
pd0
,T
pd1
)、接地平面温度值(T
gnd0
,T
gnd1
)以及光功率偏移值(A0,B0；A1,B1)导出与所述光功率计的所述光电探测器和所述放大电路相关联的参数。7.根据权利要求6所述的校准方法，其还包括：在测量温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：爱斯福公司，
类型：发明
国别省市：