技术摘要：
本发明涉及一种基于EA光电流的发光功率监测和APC控制电路与方法，对激光器的发光功率进行监控，包括取样采集电路、监控模块、PID控制器，取样采集电路获取激光器的发光功率，将其发送至PID控制器和监控模块，监控模块判断激光器当前的发光功率是否在设定的发光功率下，  全部
背景技术：
在光电技术领域，使激光器工作在锁定状态时，还需实时检测激光器工作的功率 情况，传统的检测方式是使用一个PD受光器与一个激光器匹配，PD受光器感应激光器发射 的激光，将其转换为电信号反馈至控制器，由控制器根据PD受光器反馈的电信号进行计算， 从而得到激光器的功率，以判断是否需要调节对激光器输出的电压。 由于在实际使用时，激光器的数量大，PD受光器的价格昂贵，高达5美元一个，甚至 单价更高，会造成整个装置的成本大幅度升高，不符合节约资源的理念。
技术实现要素：
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的PD监控装置价格昂贵的问题，提供一 种基于EA光电流的发光功率监测和APC控制电路与方法，通过加入便宜的取样采集电路和 监控模块即可对激光器的发光功率和APC进行监控，节省成本。 为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案： 一种基于EA光电流的发光功率监测和APC控制电路，对激光器的发光功率进行监 控，包括取样采集电路、监控模块、PID控制器，其中： 取样采集电路，用于采集激光器的光电流信号，将采集的激光器的光电流信号转 换为电压信号后发送至PID控制器和监控模块，或直接将采集的激光器的光电流信号发送 至PID控制器； 监控模块，用于对取样采集电路发送的电压信号进行检测，并将检测结果反馈至 PID控制器； PID控制器，用于接收取样采集电路发送的光电流信号或电压信号，实现对激光器 的发光功率进行监测，并且根据监控模块反馈的检测结果调节激光器的Bias电流，使得激 光器的发光功率稳定到设定的发光功率，实现对激光器的APC控制。 本方案加入取样采集电路，以及与取样采集电路连接的监控模块，取样采集电路 获取激光器输出的发光功率，并将激光器的发光功率发送至监控模块和PID控制器，监控模 块对激光器的发光功率进行检测，得出检测结果后反馈至PID控制器，PID控制器根据检测 结果调节激光器的Bias电流，使得激光器工作在所需的发光功率下。本方案使用取样采集 电路代替了现有使用PD受光器采集激光器发光功率所带来的成本极高的问题，同时取样采 集电路将采集的光电流信号发送至PID控制器时，实现了对激光器发光功率的监测，PID控 制器根据监控模块反馈的检测结果调节光模块对激光器的Bias电流时，实现了对激光器的 APC控制。 更进一步地，为了更好的实现本发明，所述取样采集电路包括EA电吸收调制器、取 4 CN 111600197 A 说　明　书 2/5 页 样电阻Rs1、电阻R1、电阻R3、运放器U1；所述EA电吸收调制器对激光器输出光信号进行采 集，并将光信号转换为光电流信号；光电流信号经取样电阻Rs1后，电阻R1、电阻R3获取取样 电阻Rs1两端的电压，经运放器U1放大后，将EA电吸收调制器输出的光电流信号转换为电压 信号，再将该电压信号分别发送至监控模块和PID控制器；或将EA电吸收调制器输出的光电 流信号直接发送至PID控制器。 本方案中取样采集电路所使用的EA电吸收调制器、电阻以及运放器都为价格极低 廉的器件，可直接对激光器输出的光信号进行采集，然后将该光信号转换为光电流信号，进 而放大并转换为电压信号；将转换后的光电流信号或转换后的电压信号发送至PID控制器， 实现对激光器发光功率的监测；同时也不再需要为每一个激光器都配备一路PD受光器，解 决了使用PD受光器带来的成本极高的问题。 更进一步地，为了更好的实现本发明，所述监控模块为带有ADC转换模块的单片 机，所述运放器U1将EA电吸收调制器输出的光电流信号经放大后转换为电压信号发送至 ADC转换模块，ADC转换模块将该电压信号转换为单片机可识别的数字信号后进入单片机进 行检测。 在本方案中所述取样采集电路将激光器输出的光信号转换为电压信号后，通过 ADC转换模块将该电压信号转换为单片机可识别的数据信号后发送至单片机进行检测，单 片机可根据接收到的信号与设定的发光功率进行比较，判断当前激光器的发光功率是否与 设定的所需发光功率相等，并且得出检测结果，将检测结果发送至PID控制器；PID控制器根 据检测结果对激光器的Bias电流进行调节，使得激光器能够工作在设定的所需发光功率 下，实现对激光器的APC控制。 一种基于EA光电流的发光功率监测和APC控制方法，包括以下步骤： 取样采集电路采集激光器的光电流信号，并发送至监控模块进行检测，以及发送 至PID控制器，实现对激光器的发光功率进行监测； 监控模块将检测结果反馈至PID控制器，PID控制器根据检测结果调节激光器的 Bias电流，使得激光器输出的发光功率稳定到设定的发光功率，实现对激光器的APC控制。 更进一步地，为了更好的实现本发明，所述取样采集电路采集激光器的光电流信 号，并发送至监控模块进行检测，以及发送至PID控制器，实现对激光器的发光功率进行监 测的步骤，包括： 所述取样采集电路的EA电吸收调制器对激光器输出的光信号进行采集，并将光信 号转换为光电流信号；所述光电流信号流经取样电阻Rs1，取样采集电路中的电阻R1、电阻 R3获取取样电阻Rs1两端的电压，并发送至运放器U1进行放大，经运放器U1放大后转换为电 压信号，该电压信号作为激光器的发光功率发送至监控模块进行检测；同时将该电压信号 作为激光器的发光功率发送至PID控制器，或直接将所述光电流信号发送至PID控制器，实 现对激光器的发光功率进行监测。 更进一步地，为了更好的实现本发明，所述电压信号作为激光器的发光功率发送 至监控模块进行检测的步骤，包括： 所述监控模块中的ADC转换模块将运放器U1发送的电压信号转换为单片机能够识 别的数字信号后发送至单片机进行检测，单片机判断激光器的发光功率是否为设定的发光 功率，并得出检测结果。 5 CN 111600197 A 说　明　书 3/5 页 更进一步地，为了更好的实现本发明，所述单片机得出的检测结果包括： 若激光器的发光功率等于设定的发光功率，则得出不调整电流的检测结果； 若激光器的发光功率大于设定的发光功率，则得出降低电流的检测结果； 若激光器的发光功率小于设定的发光功率，则得出增加电流的检测结果。 更进一步地，为了更好的实现本发明，所述监控模块将检测结果反馈至PID控制 器，PID控制器根据检测结果调节激光器的Bias电流，使得激光器输出的发光功率稳定到设 定的发光功率，实现对激光器的APC控制的步骤，包括： 若PID控制器接收到单片机发送的检测结果为不调整电流，则不对激光器的Bias 电流进行调整； 若PID控制器接收到单片机发送的检测结果为降低电流，则PID控制器输出控制信 号以降低三极管T1的基极电压，从而降低输出至激光器的Bias电流，使得激光器的发光功 率能降低到设定的发光功率； 若PID控制器接收到单片机发送的检测结果为增加电流，则PID控制器输出控制信 号以增加三极管T1的基极电压，从而增加输出至激光器的Bias电流，使得激光器的发光功 率能增加到设定的发光功率，实现对激光器进行APC控制。 与现有技术相比，本发明的有益效果： 本方案加入取样采集电路，以及与取样采集电路连接的监控模块，使用取样采集 电路获取激光器当前的工作发光功率，并将其发送至PID控制器进行监测，以及将工作发光 功率发送至监控模块，监控模块对其进行检测，判断激光器当前的发光功率是否在设定的 发光功率下，进而得出检测结果后反馈至PID控制器，PID控制器根据检测结果调节激光器 的Bias电流，使得激光器工作在所需的发光功率下。本方案使用取样采集电路代替了现有 使用PD受光器采集激光器发光功率所带来的成本极高的问题，同时取样采集电路将采集的 光电流信号或转换后的电压信号发送至PID控制器时，实现了对激光器发光功率的监测， PID控制器根据监控模块反馈的检测结果调节对激光器输出的Bias电流时，实现了对激光 器的APC控制。 且取样采集电路中所使用的EA电吸收调制器、电阻以及运放器均为价格低廉的器 件，解决了原有的通过设置昂贵的PD受光器采集激光器的发光功率带来的高成本的问题， 符合节约资源的理念。 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为本发明取样采集电路、PID控制器、激光器的电路原理示意图。