示波器探测激光脉冲

为什么要测量激光器的脉冲宽度

激光脉冲的宽度是一个表征激光器性能的非常重要的参量。

如何探测激光脉冲宽度

不同激光脉冲宽度的测量使用的测试装备不一样,

  • 对于飞秒(fs)级脉冲,一般是使用自相关仪,spider,frog, wizzler等仪器测量其宽度。
  • 对于纳秒(ns)级及以上得,可以选用合适的光电探测器PD + 示波器进行测量。
  • 对于皮秒(ps)级脉冲,这个需要看具体情况,比如说是大几百ps的脉冲,也是可以PD+示波器进行测量的。对于很小的几ps这样的脉冲,那估计得跟探测飞秒脉冲一样得方法。

本文主要讨论探测纳秒级及几佰ps级得脉冲测量方法,即使用光电探测器PD+示波器进行测量得方法。

皮秒脉冲探测

测试前得准备

1、选择合适的光电探测器+示波器

这一步非常重要,因为选择不合适,是探测不到正确的脉冲波形的,那么我们该如何选择呢? 在选择前,我们需要知道示波器及光电探测器上升沿参数跟带宽的关系:

上升时间=0.35/BW,BW即为示波器的带宽。

那么探测一个激光脉冲,需要多少时间呢?

理论是要大于 > 上升时间*2(波形一个上升,一个下降)。

基于此我们就可以选出可以探测到指定激光脉冲宽度的探测器及示波器了。 所以我们可以通过计算,探测几百ps得脉宽,需要得光电探测器跟示波器得带宽就需要几十G了。对于几十G的光电探测器还好不是很贵,但是可以探测几十G的示波器,这个造价就非常高了。

举例说明:

我们拟探测的激光器的脉冲宽度设计值为:2ns。那么我们选择的光电探测器的上升时间应该是:2ns/2 = 1ns. 即探测器的上升时间理论上至少要小于1ns,实际探测需要更小一些,这样才可以看到更完整得波形。通过以上上升时间跟带宽得计算方法。我们可以计算出,该光电探测器的带宽至少需要350M.示波器的选择方式同理,需要至少350M带宽。

通过以上计算方式我们可以确定带宽范围。那是不是就可以选择光电探测器了呢?答案是还不行。我们需要选择合适的光电探测器,还需要确定以下几个参数:

  • 激光器的波长
  • 是采用光纤耦合还是自由空间光耦合,进一步确定采用那种接口的光电探测器。
  • 激光进探测器的功率多大,如果功率超过光电探测器的饱和功率(最大功率),光电探测器有可能会损坏。

2、接线。

通常情况下我们的光电探测器具有一个输入接口,一个SMA的输出接口。我们以光纤FC接口的光电探测器为例说明。激光器输出的光确保进探测器前的功率不超过光电探测器的最大功率,然后FC接口接到光电探测器的FC输入接口上。然后用我们配置的SMA转BNC线,链接光电探测器SMA输出接口,另一端接到示波器上。设置示波器探测参数,看看是否需要50欧的负载。然后就可以探测了。

光电探测器

最后可以看到波形

波形图

分类: 光电探测器   标签: 光电探测, 探测激光脉冲, 激光脉冲, 示波器测脉宽, 脉冲波形测量, 脉宽测量    更新日期: Jul 06, 2022


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