[發(fā)明專利]壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器實(shí)時(shí)校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310386847.3
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103500915A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢磊;董雷;于本化;祁耀斌
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/13
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可調(diào)諧激光器實(shí)時(shí)校準(zhǔn)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器實(shí)時(shí)校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。

?

背景技術(shù)

壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器由于具有響應(yīng)速度快、發(fā)熱小、波長分辨率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在光纖傳感領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器利用法布里—珀羅結(jié)構(gòu)，通過對壓電陶瓷施加不同的電壓改變腔長可以控制可調(diào)諧激光器輸出不同波長的光。但由于壓電陶瓷的腔長不僅與輸入電壓有關(guān)，還會(huì)受到溫度和自身老化的影響，從而導(dǎo)致對壓電陶瓷施加相同的輸入電壓可能輸出不同的波長。這樣如果始終對壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器施加相同范圍的電壓，輸出的波長范圍會(huì)發(fā)生變化，有可能偏離正常所需的波長范圍。為了保證可調(diào)諧激光器輸出光的波長一直處于正常范圍，故需要實(shí)時(shí)調(diào)整可調(diào)諧激光器的輸入電壓范圍，達(dá)到實(shí)時(shí)校準(zhǔn)可調(diào)諧激光器輸出波長的目的。

???

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中不能有效保證可調(diào)諧激光器輸出光的波長一直處于正常范圍的缺陷，提供一種可實(shí)現(xiàn)對壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，使得可調(diào)諧激光器輸出光的波長一直處于正常范圍。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

提供一種壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器實(shí)時(shí)校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：

可調(diào)諧激光器；

光分路器，與所述可調(diào)諧激光器連接，將所述可調(diào)諧激光器的輸出的光信號分為兩路，第一路用于輸出，第二路用于反饋；

標(biāo)準(zhǔn)波長器件，與所述光分路器連接，對所述光分路器的第二路反饋的光進(jìn)行透射，其透射光由個(gè)數(shù)和波長已知的透射峰構(gòu)成，其中心位置的兩個(gè)相鄰?fù)干浞逯g的距離是其他任意兩個(gè)相鄰?fù)干浞逯g距離的兩倍；

光電轉(zhuǎn)換模塊，與所述標(biāo)準(zhǔn)波長器件連接，用于將所述標(biāo)準(zhǔn)波長器件輸出的光轉(zhuǎn)換為模擬信號并進(jìn)行放大；

采樣處理模塊，與所述光電轉(zhuǎn)換模塊連接，該采樣處理模塊用于對所述光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號進(jìn)行采樣，生成的三角波信號作為可調(diào)諧激光器的驅(qū)動(dòng)電壓；通過調(diào)節(jié)所述三角波信號的中心值，使所述三角波信號的上升沿的中心時(shí)刻與所述標(biāo)準(zhǔn)波長器件實(shí)際輸出的透射光的峰值波長中心的時(shí)間點(diǎn)重合，通過調(diào)節(jié)所述三角波信號的峰峰值，使所述標(biāo)準(zhǔn)波長器件實(shí)際輸出的透射光的透射峰個(gè)數(shù)與已知的透射峰個(gè)數(shù)相等。

本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括光敏二極管和對數(shù)放大器。

本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述三角波信號的中心值的表達(dá)式為：

；

式中：K_p為比例系數(shù)；K_i為積分系數(shù)；K_d為微分系數(shù)；k為自然數(shù)，V_中心值(k)為第k個(gè)采樣周期三角波中心值的控制輸出；e(k)為第k個(gè)采樣周期輸入到控制系統(tǒng)的偏差值；T為采樣周期。

本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，經(jīng)所述光分路器輸出的光，其中90%以上的光作為輸出，10%以下的光作為反饋。

提供一種壓電陶瓷型可調(diào)諧激光器實(shí)時(shí)校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

可調(diào)諧激光器在三角波信號的驅(qū)動(dòng)下，輸出波長周期性變化的光信號；

光分路器將可調(diào)諧激光器的輸出的光信號分為兩路，第一路用于輸出，第二路用于反饋；

通過標(biāo)準(zhǔn)波長器件對所述光分路器的第二路反饋的光進(jìn)行透射，其透射光由個(gè)數(shù)和波長已知的透射峰構(gòu)成，其中心位置的兩個(gè)相鄰?fù)干浞逯g的距離是其他任意兩個(gè)相鄰?fù)干浞逯g距離的兩倍；

光電轉(zhuǎn)換模塊將所述標(biāo)準(zhǔn)波長器件輸出的光轉(zhuǎn)換為模擬信號并進(jìn)行放大；

對所述光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號進(jìn)行采樣，生成的三角波信號作為可調(diào)諧激光器的驅(qū)動(dòng)電壓；

調(diào)節(jié)所述三角波信號的中心值，使所述三角波信號的上升沿的中心時(shí)刻與所述標(biāo)準(zhǔn)波長器件實(shí)際輸出的透射光的峰值波長中心的時(shí)間點(diǎn)重合；

調(diào)節(jié)所述三角波信號的峰峰值，使所述標(biāo)準(zhǔn)波長器件實(shí)際輸出的透射光的透射峰個(gè)數(shù)與透射峰個(gè)數(shù)相等。

本發(fā)明所述的方法中，所述三角波信號的中心值的表達(dá)式為：

；

式中：K_p為比例系數(shù)；K_i為積分系數(shù)；K_d為微分系數(shù)；k為自然數(shù)，V_中心值(k)為第k個(gè)采樣周期三角波中心值的控制輸出；e(k)為第k個(gè)采樣周期輸入到控制系統(tǒng)的偏差值；T為采樣周期。?

本發(fā)明所述的方法中，經(jīng)所述光分路器輸出的光，其中90%以上的光作為輸出，10%以下的光作為反饋。