CN1789936A - 波长检测装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种波长检测装置及其方法，其中该波长检测装置包括分光器、信号衰减组件、第一光传感器、第二光传感器、处理单元以及光损耗与波长对应查询表。该波长检测方法包括：将待测光分成第一光束和第二光束；将第一光束转换成第一输出信号；信号衰减组件接收并衰减第二光束；将通过信号衰减组件衰减的第二光束转换成第二输出信号；依据第一及第二输出信号，计算第一及第二输出信号的差值，从而得出待测光的光损耗量；依据该待测光的光损耗量，对照光损耗与波长对应查询表查出所述光损耗量对应的波长值。本发明利用处理单元和光损耗与波长对应查询表的数字化处理，实现一种结构简单、操作方便并且成本低廉的波长检测装置及其方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种波长检测装置及其方法，尤指一种可用于便携式光测量仪器上的波长检测装置及其方法。
【背景技术】
如第二图所示的一种现有波长检测装置1100：干涉仪(interferometer)的架构示意图，该种干涉仪通常用来测量待测光的波长，主要包括：用来发射已知波长爲λ0的参考光的参考光源1101、固定镜1102、可平行地沿光路径方向移动的可动镜1103、与光路径成45度角的单向透镜1104、待测光检测器1105以及参考光检测器1106。
在该干涉仪中，未知波长λ的待测光被发射到单向透镜1104的B点，部分出射光被单向透镜1104反射到固定镜1102，然后反向180度反射到单向透镜1104的A点，最后到达待测光检测器1105。待测光的另一部分出射光自单向透镜1104的B点透射至可动镜1103，可动镜1103将其反向180度反射至单向透镜1104的A点，最后入射至待测光检测器1105。
同时，一部分参考光束自参考光源1101发出，经由单向透镜1104的A点、固定镜1102、单向透镜1104的B点到达参考光检测器1106，而另一部分则经由单向透镜1104的A点、可动镜1103以及单向透镜1104的B点到达参考光检测器1106。
这样，每一光检测器1105、1106都接收到两束光，即：经过固定镜1102的光和经过可动镜1103的光，从而产生相应两束光的差值。
请参照第三图，待测光检测器1105输出的连续两个峰值之间的间隔距离P与待测光的波长λ相对应。当可动镜1103沿第二图所示的箭头方向位移时，所述差值的峰值分别由光检测器1105、1106循环输出。如果可动镜1103位移一段距离D，那么待测光的波长λ由待测光检测器1105输出峰值的次数n0、参考光检测器1106输出峰值的次数n1以及参考光的波长λ0决定，从而得出待测光的波长。
然而，使用该干涉仪测量波长，须在可动镜1103发生位移的前提下方可测得波长，操作步骤多、结构复杂。此外，干涉仪价格昂贵，不利于降低成本。
因此，有必要提供一种新的波长检测装置及其方法以解决现有技术所存在的缺陷。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种波长检测装置及其方法，其结构简单、操作方便并且成本低廉，相较于现有技术，可迅速地自动检测出待测光的波长。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明波长检测装置及其方法，其中该波长检测装置可用于便携式光测量仪器上，主要包括有：分光器、信号衰减组件、第一光传感器、第二光传感器、处理单元以及光损耗与波长对应查询表。该波长检测方法包括：将一待测光分成第一光束和第二光束；将前述第一光束转换成第一输出信号；信号衰减组件接收并且衰减第二光束；将经由该信号衰减组件衰减的第二光束转换成第二输出信号；依据前述第一及第二输出信号，计算前述第一及第二输出信号的差值，从而得出待测光的光损耗量；依据该待测光的光损耗量对照光损耗与波长对应查询表查出所述光损耗量对应的波长值。
相较于现有技术，本发明利用处理单元以及光损耗与波长对应查询表的数字化处理，仅需测量出待测光的光损耗量，对照光损耗与波长对应查询表，即可迅速地自动查出该光损耗量所对应的波长值，从而实现一种结构简单、操作方便并且成本低廉的波长检测装置及其方法。
【附图说明】
图1是本发明波长检测装置的架构示意图。
图2是现有波长检测装置的架构示意图。
图3是图2所示的现有波长检测装置的原理示意图。
【具体实施方式】
请参照图1所示，本发明较佳实施例的波长检测装置及其方法可用于便携式光测量仪器上，例如用于光功率计、光损耗计等，用来检测输入的待测光的波长。该波长检测装置主要包括有：分光器2、信号衰减组件5、通过第一光纤3与分光器2连接的第一光传感器6、通过第二光纤4与分光器2连接的第二光传感器7、处理单元(如微处理器：MCU)8以及光损耗与波长对应查询表(未图示)；该对应查询表可通过多次统计测量不同待测光经过上述信号衰减组件5时，产生的光损耗量而得，其对应查询表依据信号衰减组件5的特性(例如：衰减量)而不同，该对应查询表并可内建于处理单元8的存储单元(如内存)中以供快速查询比对，从而获知待测光的波长；另外，该对应查询表也可独立记录在记录媒体(如纸张)中，供使用者比对。
一光源1用来产生波长λ未知的待测光，通过一光纤(未标号)将待测光传至分光器2。光在该光纤以及上述第一、第二光纤3、4均为单向传播。在本实施方式中，分光器2是50/50分光器，用来将前述待测光均等地分成第一光束和第二光束。第一、第二光传感器6、7可以是任何光传感组件，例如光电二极管。设置在自分光器2至第二光传感器7间的第二光束的光路上的信号衰减组件5可以是具有信号衰减作用的任何组件，用来衰减第二光束。在本实施方式中，该信号衰减组件5是通过卷曲一段光纤4而形成的圆环状光纤圈。由于不同波长的光经过同一光纤圈时其光损耗量会不同，因此可将不同波长经过该光纤圈产生的光损耗量对应查询表，即光损耗与波长对应查询表事先内建在处理单元8的内存(未图示)或可供处理单元8存取的内存中，以记录各种不同光损耗量及其所对应的波长值。
基于上述设置，当用户使用本发明提供的波长检测装置测量待测光的波长时，可依据以下波长检测方法的步骤进行测量：
第一步：光源1将波长λ未知的待测光发射至分光器2；
第二步：分光器2将前述待测光均等地分成第一光束及第二光束；
第三步：第一光束自分光器2经过第一光纤3到达第一光传感器6，因其所经路径较短，损耗可以近似为零，即可以近似认为第一光束未经任何衰减到达第一光传感器6。第一光传感器6将接收到的第一光束转换成代表该第一光束光功率的第一输出信号并传送到处理单元8。同时，第二光束经第二光纤4并且经信号衰减组件5衰减后到达第二光传感器7，被第二光传感器7转换成代表第二光束光功率的第二输出信号传送到处理单元8；
第四步：处理单元8利用第一、第二输出信号，产生该二输出信号的差值，从而得出待测光的光损耗量L；
最后，对照光损耗与波长对应查询表中的数据，查出该光损耗量L所对应的波长值，即该待测光的波长λ。此外，处理单元8也可依据该对应查询表的数据，自动地对应转换出该待测光的波长λ。
例如，构成信号衰减组件5的圆环状光纤圈的半径为14mm。当未经衰减的待测光的光功率，即第一光传感器6的输出信号为-3dBm，而经光纤圈衰减后的光功率，即第二光传感器7的输出信号为-3.8dBm时，则该待测光经过该光纤圈的光损耗量L等于0.8dBm，对照预设的光损耗与波长对应查询表可知，该待测光的波长λ等于1310nm。又例如，当第一光传感器6输出的光功率为-1dBm而第二光传感器7输出的光功率为-13dBm时，则该待测光经过该光纤圈的光损耗量L等于12dBm，查询光损耗与波长对应查询表可知，该待测光的波长λ等于1550nm。
此外，上述处理单元8可为一求差电路(如减法器)，求差上述输出信号值，并供使用者依据光损耗与波长对应查询表中的数据，以得出光波长值。
由于本发明提供的波长检测装置及其方法利用处理单元8及预先设置的光损耗与波长对应查询表的数字化处理，因此仅需测量出待测光的光损耗量以对照该光损耗与波长对应查询表，即可迅速地自动查出该损耗量所对应的波长值，从而实现一种结构简单、操作方便并且成本低廉的波长检测装置及其方法。
Claims (28)
1.一种波长检测装置，可用于便携式光测量仪器上，该波长检测装置包括有：用以将一接收到的待测光分成第一光束和第二光束的分光器、用以接收由分光器发出的第一光束并且发出第一输出信号的第一光传感器、用以接收并且衰减第二光束的信号衰减组件和用以接收经信号衰减组件衰减的第二光束并且发出第二输出信号的第二光传感器，其特征在于：所述波长检测装置还包括一处理单元，该处理单元内建有一光损耗与波长对应查询表，通过求差前述第一、第二输出信号值，而得出待测光的光损耗量，并依据该对应查询表对应转换出该待测光的光波长值。
2.如权利要求1所述的波长检测装置，其特征在于：分光器是50/50分光器，用以将前述待测光均等分成第一光束和第二光束。
3.如权利要求1所述的波长检测装置，其特征在于：第一光束未经衰减到达第一光传感器。
4.如权利要求1所述的波长检测装置，其特征在于：其还包括用以连接第一光传感器与分光器的第一光纤，第一光束经由所述第一光纤单向传播到第一光传感器。
5.如权利要求1所述的波长检测装置，其特征在于：信号衰减组件设置在自分光器至第二光传感器间第二光束的光路上。
6.如权利要求5所述的波长检测装置，其特征在于：其还包括用以连接第二光传感器与分光器的第二光纤。
7.如权利要求6所述的波长检测装置，其特征在于：信号衰减组件设置于第二光纤上。
8.如权利要求6所述的波长检测装置，其特征在于：信号衰减组件是通过卷曲一段第二光纤而形成的光纤圈。
9.如权利要求6所述的波长检测装置，其特征在于：第二光束在第二光纤中单向传播。
10.如权利要求1所述的波长检测装置，其特征在于：第一、第二光传感器是光电二极管。
11.如权利要求1或10所述的波长检测装置，其特征在于：第一、第二输出信号分别代表第一光束的光功率、第二光束经过衰减后的光功率。
12.一种波长检测方法包括有：
将一待测光分成第一光束和第二光束；
将前述第一光束转换成一第一输出信号；
藉由一信号衰减组件接收并且衰减第二光束；
将经由该信号衰减组件衰减的第二光束转换成一第二输出信号；
依据前述第一及第二输出信号，计算前述第一及第二输出信号的差值，从而得出待测光的光损耗量；以及
依据该待测光的光损耗量对照一光损耗与波长对应查询表查出所述光损耗量对应的波长值。
13.如权利要求12所述的波长检测方法，其特征在于：利用一分光器将前述待测光均等分成第一光束和第二光束。
14.如权利要求13所述的波长检测方法，其特征在于：使第一光束从分光器未经衰减地到达一第一光传感器以转换成第一输出信号。
15.如权利要求14所述的波长检测方法，其特征在于：其还包括用以连接第一光传感器与分光器的第一光纤，第一光束经由所述第一光纤单向传播到第一光传感器。
16.如权利要求14所述的波长检测方法，其特征在于：使第二信号从分光器经由该信号衰减组件的衰减后到达一第二光传感器以转换成第二输出信号。
17.如权利要求16所述的波长检测方法，其特征在于：第一、第二光传感器是光电二极管。
18.如权利要求16所述的波长检测方法，其特征在于：其还包括一用以连接第二光传感器与分光器的第二光纤。
19.如权利要求18所述的波长检测方法，其特征在于：第二光束在第二光纤中单向传播。
20.如权利要求18所述的波长检测方法，其特征在于：信号衰减组件设置于第二光纤上。
21.如权利要求18所述的波长检测方法，其特征在于：信号衰减组件是通过卷曲一段第二光纤而形成的光纤圈。
22.如权利要求14所述的波长检测方法，其特征在于：第一、第二输出信号分别代表第一光束的光功率、第二光束经过衰减后的光功率。
23.如权利要求12所述的波长检测方法，进一步包括：使一处理单元依据第一、第二输出信号，计算出前述第一、第二输出信号的差值，从而得出待测光的光损耗量。
24.如权利要求23所述的波长检测方法，其特征在于：前述对应查询表预先内建于一可供该处理单元存取的内存中，其内记录各种不同光损耗量及其所对应的波长值。
25.一种波长检测装置，可用于便携式光测量仪器上，该波长检测装置包括有：用以将一接收到的待测光分成第一光束和第二光束的分光器、用以接收由分光器发出的第一光束并且发出第一输出信号的第一光传感器、用以接收并且衰减第二光束信号的信号衰减组件、用以接收经信号衰减组件衰减的第二光束并且发出第二输出信号的第二光传感器，其特征在于：该波长检测装置还包括利用第一及第二输出信号产生前述第一及第二输出信号的差值进而得出待测光的光损耗量的处理单元，以及记录各种光损耗量及其所对应的波长值的光损耗与波长对应查询表。
26.如权利要求25所述的波长检测装置，其特征在于：该处理单元为一求差电路。
27.如权利要求25所述的波长检测装置，其特征在于：该处理单元为一减法器。
28.如权利要求26或27项的波长检测装置，其中该光损耗与波长对应查询表可供使用者查询，以得出所对应的光波长值。
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