[發(fā)明專利]一種拉曼光纖放大器的控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910144665.2
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109980492B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張皓;付成鵬;陶金濤;程麗晶;曾冰梅;范景洋
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/13
• 代理公司: 深圳市愛迪森知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44341
• 代理人: 何婷

1.一種拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，包括：

根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)增益和目標(biāo)斜率，采用前饋公式計(jì)算出每個泵浦的期望輸出功率，并通過PD探測得到每個泵浦的實(shí)際輸出功率；

通過第一級反饋控制，將每個泵浦的實(shí)際輸出功率鎖定至對應(yīng)的期望輸出功率；

根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)增益和目標(biāo)斜率，采用ASE公式計(jì)算出每個泵浦的期望帶外ASE功率，并通過PD探測得到每個泵浦的實(shí)際帶外ASE功率；

若泵浦的帶外ASE未鎖定，則通過第二級反饋控制，確定泵浦的增益補(bǔ)償和斜率補(bǔ)償，并反饋補(bǔ)償至前饋公式和ASE公式中進(jìn)行重新計(jì)算；

對每個泵浦重復(fù)進(jìn)行第一級反饋控制和第二級反饋控制，直至泵浦的實(shí)際帶外ASE功率鎖定至對應(yīng)的期望帶外ASE功率，實(shí)現(xiàn)增益和斜率鎖定；

其中，所述前饋公式具體為mw＝f(gain，tilt)，所述ASE公式具體為expect_ase＝g(gain，tilt)；mw表示泵浦的期望輸出功率，expect_ase表示泵浦的期望帶外ASE功率，gain表示泵浦當(dāng)前的增益，tilt表示泵浦當(dāng)前的斜率，f()和g()表示二元函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，在所述采用前饋公式計(jì)算出每個泵浦的期望輸出功率之前，所述方法還包括：在每個泵浦開泵時，將對應(yīng)泵浦輸出一功率，并根據(jù)實(shí)際帶外ASE的探測功率，計(jì)算出每個泵浦當(dāng)前接入光纖的插入損耗；

則在采用前饋公式計(jì)算出每個泵浦的期望輸出功率之后，所述方法還包括：將計(jì)算得到的對應(yīng)插入損耗補(bǔ)償?shù)矫總€泵浦的期望輸出功率中，作為后續(xù)使用的期望輸出功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，對于每個泵浦，在設(shè)置目標(biāo)增益和目標(biāo)斜率時，均以步進(jìn)的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而逐漸將增益從零調(diào)制至目標(biāo)增益，將斜率從零調(diào)制至目標(biāo)斜率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，對于每個泵浦，所述第一級反饋控制的過程具體為：

通過PID控制器設(shè)置合理的比例參數(shù)和微分參數(shù)，在保持不抖動的情況下，調(diào)節(jié)泵浦輸出DAC從而調(diào)節(jié)泵浦驅(qū)動電流，使泵浦的實(shí)際輸出功率鎖定至對應(yīng)的期望輸出功率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，在所述根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)增益和目標(biāo)斜率，采用前饋公式計(jì)算出每個泵浦的期望輸出功率之前，所述方法還包括：

在AGC模式下設(shè)定N個固定增益點(diǎn)，分別計(jì)算每個固定增益點(diǎn)下未放大的輸入光功率與關(guān)泵時的輸入光功率間的差值，并對差值和增益進(jìn)行曲線擬合，得到不同增益點(diǎn)的誤差擬合曲線；其中，N≥3；

則在給出設(shè)置的目標(biāo)增益后，根據(jù)所述誤差擬合曲線確定當(dāng)前設(shè)置增益點(diǎn)對應(yīng)的增益補(bǔ)償量，并以該增益補(bǔ)償量對當(dāng)前設(shè)置的目標(biāo)增益進(jìn)行補(bǔ)償，以便后續(xù)在前饋公式和ASE公式中計(jì)算使用。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，對于每個泵浦，所述前饋公式需預(yù)先根據(jù)斜率進(jìn)行定標(biāo)，具體為：

在當(dāng)前斜率下，定出每個泵浦在不同增益下的輸出功率，然后進(jìn)行曲線擬合；根據(jù)擬合曲線定出每個泵浦對應(yīng)的前饋公式中的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而完成前饋公式的定標(biāo)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，對于每個泵浦，所述ASE公式需預(yù)先根據(jù)斜率進(jìn)行定標(biāo)，具體為：

在當(dāng)前斜率下，定出每個泵浦的泄露因子以及在不同增益下的帶外ASE功率，然后進(jìn)行曲線擬合；根據(jù)擬合曲線定出每個泵浦對應(yīng)的ASE公式中的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而完成ASE公式的定標(biāo)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的拉曼光纖放大器的控制方法，其特征在于，對于每個泵浦，所述第一級反饋控制需預(yù)先進(jìn)行定標(biāo)，具體為：

進(jìn)入APC模式，設(shè)置每個泵浦的期望輸出功率，調(diào)整第一級反饋控制中PID反饋算法的比例參數(shù)、微分參數(shù)和調(diào)節(jié)周期，使每個泵浦的輸出均能夠穩(wěn)定鎖定至目標(biāo)功率，從而使第一級反饋控制生效。