[發明專利]一種光學器件參數鎖定的集成閉環反饋PWM控制系統和方法

在審

• 申請號: 201911189456.6
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN112859966A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 譚旻;明達
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30;G02B6/42
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種光學器件參數鎖定的集成閉環反饋PWM控制系統，其特征在于，包括依次連接的光-電轉換模塊、算法處理前端模塊、算法控制模塊、脈沖寬度調制輸出模塊和熱調器；

所述光-電轉換模塊用于將光子器件內的光信號轉換為電信號；

所述算法處理前端模塊用于把所述電信號轉換為數字信號，并輸入給所述算法控制模塊進行處理；

所述算法控制模塊根據相應的參數鎖定算法計算PWM占空比信號；

所述脈沖寬度調制輸出模塊根據所述PWM占空比信號生成對應的脈沖信號以控制所述熱調器。

2.如權利要求1所述的集成閉環反饋PWM控制系統，其特征在于，所述系統還包括復用器和解復用器，用于多路光子器件的切換。

3.如權利要求1或2所述的集成閉環反饋PWM控制系統，其特征在于，所述光-電轉換模塊是光電二極管或光學探針。

4.如權利要求1或2所述的集成閉環反饋PWM控制系統，其特征在于，所述算法處理前端模塊包括跨阻放大器或積分電路。

5.如權利要求1或2所述的集成閉環反饋PWM控制系統，其特征在于，所述算法處理前端模塊包括ADC模塊或斜率判斷單元。

6.一種光學器件參數鎖定的集成閉環反饋PWM控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

將光子器件內的光信號轉換為電信號；

對所述電信號進行前端處理，將其轉化為數字控制信號；

根據所述數字控制信號和相應的參數鎖定算法計算出PWM占空比信號；

根據所述PWM占空比信號生成對應的脈沖信號以控制熱調器。

7.如權利要求6所述的集成閉環反饋PWM控制方法，其特征在于，對于多路光子器件，采用復用器和解復用器切換不同的光子器件。

8.一種應用于微環諧振器(MRR)參數鎖定的集成閉環反饋PWM控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、光電二極管在下載端口或直通端口檢測光強大小，從而產生光電流；

步驟2、通過跨阻放大器或積分電路將光電流放大為模擬電壓信號；

步驟3、利用ADC模塊或斜率判斷模塊將所述模擬電壓信號轉換為數字控制信號；

步驟4、算法控制模塊根據波長鎖定算法以及所述數字控制信號，輸出占空比信號至脈沖寬度調制輸出模塊；

步驟5、脈沖寬度調制輸出模塊根據輸入信號產生對應占空比的PWM信號；

步驟6、熱調器根據輸入PWM信號產生相應的熱量從而改變MRR的溫度。

9.一種應用于馬赫-曾德爾調制器(MZM)參數鎖定的集成閉環反饋PWM控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、光電二極管在分束器輸出處檢測光強大小，從而產生光電流；

步驟2、通過跨阻放大器或積分電路將光電流放大為模擬電壓信號；

步驟3、利用ADC模塊或斜率判斷模塊將所述模擬電壓信號轉換為數字控制信號；

步驟4、算法控制模塊根據波長鎖定算法以及所述數字控制信號，輸出占空比信號至脈沖寬度調制輸出模塊；

步驟5、脈沖寬度調制輸出模塊根據輸入信號產生對應占空比的PWM信號；

步驟6、熱調器根據輸入PWM信號產生相應的熱量從而改變MZM的溫度。

10.一種應用于微環諧振器陣列參數鎖定的集成閉環反饋PWM控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、N路復用器和N路解復用器切換到一個微環諧振器；

步驟2、光電二極管在微環諧振器的直通端口或者下載端口處檢測光強大小，從而產生光電流；

步驟3、通過跨阻放大器或積分電路將光電流放大為模擬電壓信號；

步驟4、ADC模塊或斜率判斷模塊將所述模擬電壓信號轉換為數字控制信號；

步驟5、算法控制模塊根據波長鎖定算法以及所述數字控制信號，輸出占空比信號至至多路寄存器，再送入脈沖寬度調制輸出模塊；

步驟6、脈沖寬度調制輸出模塊根據輸入信號產生對應占空比的PWM信號；

步驟7、熱調器根據輸入PWM信號產生相應的熱量，從而改變所述微環諧振器的溫度；

步驟8、N路復用器和N路解復用器切換到下一個微環諧振器。