一种光学部件的测量方法、系统、装置及设备

1.本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种光学部件的测量方法、系统、装置及设备。


背景技术：

2.光弹调制器的光学部件(包括压电晶体和通光晶体或者二者合一的单晶体)是工作在谐振状态下的谐振器件，谐振频率以及品质因子是其十分重要的技术指标，该技术指标对光弹调制器的整体性能起着至关重要的作用。现在主要是采用多普勒测振仪测量光弹调制器的光学部件振动位移信号变化来确定其谐振频率。但是，多普勒测振仪这类专用测量设备成本相对较高、测量结果容易受到外界的影响，带来误差、不能测量光弹调制器的光学部件的品质因子。


技术实现要素：

3.本技术实施例通过提供一种光学部件的测量方法、系统、装置及设备，解决了现有技术测量光弹调制器的光学部件的谐振频率需要昂贵的设备、误差大、不能测量光弹调制器的光学部件的品质因子的技术问题，实现了节约测试成本及提高测试精度的技术效果。
4.第一方面，本技术通过本技术的一实施例提供如下技术方案：
5.一种光学部件的测量方法，包括：
6.向所述光学部件输入模拟正弦信号；
7.获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；
8.基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；
9.基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
10.优选地，所述获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系，包括：
11.获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与电流的关系；
12.基于所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与电流的关系，确定所述频率与阻抗的关系。
13.优选地，所述基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数，包括：
14.基于所述频率与阻抗的关系，得出频率-阻抗特性曲线图；
15.基于所述频率-阻抗特性曲线图，确定所述光学部件的谐振频率。
16.优选地，所述基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数，包括：
17.将所述频率与阻抗的关系导入仿真模型，确定所述光学部件等效电路的电学参数。
18.优选地，所述基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子，包括：
19.基于如下公式确定所述光学部件的品质因子；
[0020][0021]
其中，q为所述光学部件的品质因子，l为所述等效电路的等效电感，c为所述等效电路的等效电容，r为所述等效电路的等效电阻。
[0022]
第二方面，本技术通过本技术的一实施例，提供如下技术方案：
[0023]
一种光学部件的测量系统，包括：
[0024]
测试设备及光学部件，所述测试设备与所述光学部件的两端连接；
[0025]
其中，所述测试设备，用于向所述光学部件输入模拟正弦信号；获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
[0026]
优选地，所述测试设备，包括：
[0027]
人机交互模块，用于设置所述测试设备的扫频范围、频率步进及有效电压值；
[0028]
显示模块，用于显示所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；
[0029]
频率合成模块，用于合成和输出所述模拟正弦信号；
[0030]
处理模块，用于基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子；
[0031]
其中，所述人机交互模块、所述显示模块、所述频率合成模块及所述处理模块之间通过总线连接，以实现信息交流。
[0032]
优选地，所述频率合成模块，包括：
[0033]
直接数字式频率合成器和数模转换器；其中，所述直接数字式频率合成器用于产生数字正弦信号，所述数模转换器用于将所述数字正弦信号转换为模拟正弦信号；
[0034]
基于如下公式确定所述直接数字式频率合成器合成的数字正弦信号的频率及所述频率的分辨率；
[0035][0036][0037]
其中，fout为所述数字正弦信号的频率，f为所述分辨率，fclk为所述现场可编程逻辑门阵列器件的时钟频率，n为所述直接数字式频率合成器中相位累加寄存器的位数，m为所述直接数字式频率合成器的相位控制字。
[0038]
第三方面，本技术通过本技术的一实施例，提供如下技术方案：
[0039]
一种光学部件的测量装置，包括：
[0040]
输入单元，用于向所述光学部件输入模拟正弦信号；
[0041]
获取单元，用于获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；
[0042]
处理单元，用于基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所
述光学部件等效电路的电学参数；
[0043]
计算单元，用于基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
[0044]
优选地，所述获取单元，还用于：
[0045]
获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与电流的关系；
[0046]
基于所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与电流的关系，确定所述频率与阻抗的关系。
[0047]
优选地，所述处理单元，还用于：
[0048]
基于所述频率与阻抗的关系，得出频率-阻抗特性曲线图；
[0049]
基于所述频率-阻抗特性曲线图，确定所述光学部件的谐振频率。
[0050]
优选地，所述处理单元，还用于：
[0051]
将所述频率与阻抗的关系导入仿真模型，确定所述光学部件等效电路的电学参数。
[0052]
优选地，所述计算单元，还用于：
[0053]
基于如下公式确定所述光学部件的品质因子；
[0054][0055]
其中，q为所述光学部件的品质因子，l为所述等效电路的等效电感，c为所述等效电路的等效电容，r为所述等效电路的等效电阻。
[0056]
第四方面，本技术通过本技术的一实施例，提供如下技术方案：
[0057]
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面任一所述的方法步骤。
[0058]
本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0059]
本发明实施例中公开了一种光学部件的测量方法、系统、装置及设备，由于向所述光学部件输入模拟正弦信号，通过测量可以得到频率与阻抗的关系。再基于所述频率与阻抗的关系，可以确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数。最后基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。所以，解决了现有技术测量光弹调制器的光学部件的谐振频率需要昂贵的设备、误差大、不能测量光弹调制器的光学部件的品质因子的技术问题，实现了节约测试成本及提高测试精度的技术效果。
附图说明
[0060]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
[0061]
图1为本发明实施例中一种光学部件的测量方法的流程图；
[0062]
图2为本发明实施例中标称频率为20khz和23khz的光学部件测量得出的频率-阻抗特性曲线图；
[0063]
图3为本发明实施例中一种光学部件的测量系统结构图；
[0064]
图4为本发明实施例中一种光学部件的测量系统中测试设备的结构图；
[0065]
图5为本发明实施例中一种光学部件的测量装置结构图；
[0066]
图6为本发明实施例中一种电子设备的结构图。
具体实施方式
[0067]
本技术实施例通过提供一种光学部件的测量方法、系统、装置及设备，解决了现有技术测量光弹调制器的光学部件的谐振频率需要昂贵的设备、误差大、不能测量光弹调制器的光学部件的品质因子的技术问题，实现了节约测试成本及提高测试精度的技术效果。
[0068]
本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0069]
一种光学部件的测量方法，包括：向所述光学部件输入模拟正弦信号；获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
[0070]
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0071]
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0072]
实施例一
[0073]
具体来讲，如图1所示，本实施例提供了一种光学部件的测量方法，包括：
[0074]
步骤s101，向所述光学部件输入模拟正弦信号。
[0075]
在具体实施过程中，所述光学器件可以为光弹调制器的光学器件，可以包括压电晶体、通光晶体及者二者合一的单晶体。当然，所述光学器件也可以是其他等效电路为震荡电路的器件，本实施例不作限制。
[0076]
步骤s102，获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系。
[0077]
在具体实施过程中，所述频率为模拟正弦信号的频率，所述阻抗为所述模拟信号作用下该光学部件的阻抗，其中，所述阻抗可以通过输出电流的大小来确定。当然，该阻抗也可以通过阻抗测试仪确定，本实施例不作限制。
[0078]
作为一种可选的实施例，首先，可以获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与电流的关系。具体的，所述模拟正弦信号为步骤s101输入的信号并且是可以确定输入信号的频率的，再通过电流计测量不同频率信号下的电流，进而得出频率与电流的关系。当然，也可以直接通过示波器显示所述模拟正弦信号作用下的频率与电流的关系。然后，基于所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与电流的关系，确定所述频率与阻抗的关系。具体的，可以通过计算将电流转换为阻抗，进而可以将频率与电流的关系转换为频率与阻抗的关系。
[0079]
步骤s103，基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数。
[0080]
在具体实施过程中，确定了频率与阻抗的关系，就能确定阻抗最小时输入信号的频率，该频率就是光学部件的谐振频率。确定了频率与阻抗的关系，也能推出光学器件等效电路的电学参数。
[0081]
作为一种可选的实施例，可以先基于所述频率与阻抗的关系，得出频率-阻抗特性曲线图。然后基于所述频率-阻抗特性曲线图，确定所述光学部件的谐振频率。具体的，如图2所示，分别为标称频率为20khz和23khz的光学部件测量得出的频率-阻抗特性曲线图，可以快速的找到阻抗最小时对应的频率(光学部件的谐振频率)。当然，可以基于测量得出的频率与阻抗的关系，推出频率与阻抗的公式，基于计算得出阻抗最小时对应的频率。
[0082]
作为一种可选的实施例，可以将所述频率与阻抗的关系导入仿真模型，确定所述光学部件等效电路的电学参数。仿真模型中存储有不同电学参数及其等效电路对应频率与阻抗的关系，所以将频率与阻抗的关系导入仿真模型就能确定其对应等效电路的电学参数。其中，所述电学参数为光学部件等效电路的等效电阻、等效电感及等效电抗。当然，也可以将频率与阻抗数据代入等效电路的阻抗计算公式，确定等效电路的电学参数。阻抗是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，阻抗计算公式为：
[0083][0084]
其中，z为阻抗，r为等效电阻，j代表虚部，f为频率，l为电感，c为电容。
[0085]
步骤s104，基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
[0086]
作为一种可选的实施例，基于如下公式确定所述光学部件的品质因子；
[0087][0088]
其中，q为所述光学部件的品质因子，l为所述等效电路的等效电感，c为所述等效电路的等效电容，r为所述等效电路的等效电阻。当然，也可以基于其他公式及对应的电学参数，确定光学器件的品质因子。举例来讲，比如公式：其中，ω为光学器件的谐振角频率，q为所述光学部件的品质因子，l为所述等效电路的等效电感，c为所述等效电路的等效电容，r为所述等效电路的等效电阻。并且，步骤s103可以确定以上电学参数，所以，可以基于以上公式确定光学部件的品质因子。
[0089]
实施例二
[0090]
基于同一发明构思，如图3所示，本实施例提供了一种光学部件的测量系统200，包括：
[0091]
测试设备210及光学部件220，所述测试设备与所述光学部件的两端连接；
[0092]
其中，所述测试设备，用于向所述光学部件输入模拟正弦信号；获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
[0093]
作为一种可选的实施例，如图4所示，所述测试设备210，包括：
[0094]
人机交互模块211，用于设置所述测试设备的扫频范围、频率步进及有效电压值；
[0095]
显示模块212，用于显示所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；
[0096]
频率合成模块213，用于合成和输出所述模拟正弦信号；
[0097]
处理模块214，用于基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子；
[0098]
其中，所述人机交互模块211、所述显示模块212、所述频率合成模块213及所述处理模块214之间通过总线连接，以实现信息交流。
[0099]
作为一种可选的实施例，所述频率合成模块，包括：
[0100]
直接数字式频率合成器和数模转换器；其中，所述直接数字式频率合成器用于产生数字正弦信号，所述数模转换器用于将所述数字正弦信号转换为模拟正弦信号；
[0101]
基于如下公式确定所述直接数字式频率合成器合成的数字正弦信号的频率及所述频率的分辨率；
[0102][0103][0104]
其中，fout为所述数字正弦信号的频率，f为所述分辨率，fclk为所述现场可编程逻辑门阵列器件的时钟频率，n为所述直接数字式频率合成器中相位累加寄存器的位数，m为所述直接数字式频率合成器的相位控制字。
[0105]
实施例三
[0106]
基于同一发明构思，如图5所示，本实施例提供了一种光学部件的测量装置300，包括：
[0107]
输入单元310，用于向所述光学部件输入模拟正弦信号；
[0108]
获取单元320，用于获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；
[0109]
处理单元330，用于基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；
[0110]
计算单元340，用于基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
[0111]
由于本实施例所介绍的光学部件的测量装置为实施本发明实施例中光学部件的测量方法所采用的装置，故而基于本发明实施例中所介绍的光学部件的测量方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的光学部件的测量装置的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该光学部件的测量装置如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中光学部件的测量方法所采用的装置，都属于本发明所欲保护的范围。
[0112]
实施例四
[0113]
基于同一发明构思，如图6所示，本实施例提供了一种电子设备400，包括存储器410、处理器420及存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序411，所述处理器420执行所述计算机程序411时实现以下步骤：
[0114]
向所述光学部件输入模拟正弦信号；获取所述光学部件在所述模拟正弦信号作用下的频率与阻抗的关系；基于所述频率与阻抗的关系，确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数；基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。
[0115]
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本技术实施例中光学部件的测量方法所采用的电子设备，故而基于本技术实施例中所介绍的光学部件的测量方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于
该电子设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中光学部件的测量方法所采用的电子设备，都属于本技术所欲保护的范围。
[0116]
上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
[0117]
本发明实施例中公开了一种光学部件的测量方法、系统、装置及设备，由于向所述光学部件输入模拟正弦信号，通过测量可以得到频率与阻抗的关系。再基于所述频率与阻抗的关系，可以确定所述光学部件的谐振频率及所述光学部件等效电路的电学参数。最后基于所述电学参数，确定所述光学部件的品质因子。所以，解决了现有技术测量光弹调制器的光学部件的谐振频率需要昂贵的设备、误差大、不能测量光弹调制器的光学部件的品质因子的技术问题，实现了节约测试成本及提高测试精度的技术效果。
[0118]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0119]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。