壓電陶瓷型可調諧激光器實時校準系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓電陶瓷型可調諧激光器實時校準系統(tǒng)及方法，其中系統(tǒng)包括：可調諧激光器、光分路器、標準波長器件、光電轉換模塊和采樣處理模塊，其中在正常波長范圍內標準波長器件的透射光由個數和波長已知的透射峰構成，其中心位置的兩個相鄰透射峰之間的距離是其他任意兩個相鄰透射峰之間距離的兩倍。采樣處理模塊對光電轉換模塊輸出的信號進行采樣，生成的三角波信號作為可調諧激光器的驅動電壓；調節(jié)三角波信號的中心值以及峰峰值，使標準波長器件實際輸出的透射光的透射峰個數與正常波長范圍內已知的透射峰個數相等。本發(fā)明可實現可調諧激光器輸出光的波長一直處于正常范圍，且不影響可調諧激光器的正常使用。
【專利說明】壓電陶瓷型可調諧激光器實時校準系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及可調諧激光器實時校準領域，尤其涉及一種壓電陶瓷型可調諧激光器實時校準系統(tǒng)及方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]壓電陶瓷型可調諧激光器由于具有響應速度快、發(fā)熱小、波長分辨率高等諸多優(yōu)點，在光纖傳感領域中有著廣泛的應用。壓電陶瓷型可調諧激光器利用法布里ー珀羅結構，通過對壓電陶瓷施加不同的電壓改變腔長可以控制可調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，還會受到溫度和自身老化的影響，從而導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諧激光器施加相同范圍的電壓，輸出的波長范圍會發(fā)生變化，有可能偏離正常所需的波長范圍。為了保證可調諧激光器輸出光的波長一直處于正常范圍，故需要實時調整可調諧激光器的輸入電壓范圍，達到實時校準可調諧激光器輸出波長的目的。
[0004]
【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題在于針對現有技術中不能有效保證可調諧激光器輸出光的波長一直處于正常范圍的缺陷，提供一種可實現對壓電陶瓷型可調諧激光器的實時校準，使得可調諧激光器輸出光的波長一直處于正常范圍。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
提供一種壓電陶瓷型可調諧激光器實時校準系統(tǒng)，包括:
可調諧激光器；
光分路器，與所述可調諧激光器連接，將所述可調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；
標準波長器件，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行透射，其透射光由個數和波長已知的透射峰構成，其中心位置的兩個相鄰透射峰之間的距離是其他任意兩個相鄰透射峰之間距離的兩倍；
光電轉換模塊，與所述標準波長器件連接，用于將所述標準波長器件輸出的光轉換為模擬信號并進行放大；
采樣處理模塊，與所述光電轉換模塊連接，該采樣處理模塊用于對所述光電轉換模塊輸出的信號進行采樣，生成的三角波信號作為可調諧激光器的驅動電壓；通過調節(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刻與所述標準波長器件實際輸出的透射光的峰值波長中心的時間點重合，通過調節(jié)所述三角波信號的峰峰值，使所述標準波長器件實際輸出的透射光的透射峰個數與已知的透射峰個數相等。
[0007]本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述光電轉換模塊包括光敏ニ極管和對數放大器。[0008]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式為:
【權利要求】
1.一種壓電陶瓷型可調諧激光器實時校準系統(tǒng)，其特征在于，包括: 可調諧激光器； 光分路器，與所述可調諧激光器連接，將所述可調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； 標準波長器件，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行透射，其透射光由個數和波長已知的透射峰構成，其中心位置的兩個相鄰透射峰之間的距離是其他任意兩個相鄰透射峰之間距離的兩倍； 光電轉換模塊，與所述標準波長器件連接，用于將所述標準波長器件輸出的光轉換為模擬信號并進行放大； 采樣處理模塊，與所述光電轉換模塊連接，該采樣處理模塊用于對所述光電轉換模塊輸出的信號進行采樣，生成的三角波信號作為可調諧激光器的驅動電壓；通過調節(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刻與所述標準波長器件實際輸出的透射光的峰值波長中心的時間點重合，通過調節(jié)所述三角波信號的峰峰值，使所述標準波長器件實際輸出的透射光的透射峰個數與已知的透射峰個數相等。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光電轉換模塊包括光敏二極管和對數放大器。
3.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述三角波信號的中心值的表達式為:
4.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在干，經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。
5.一種壓電陶瓷型可調諧激光器實時校準方法，其特征在于，包括以下步驟: 可調諧激光器在三角波信號的驅動下，輸出波長周期性變化的光信號； 光分路器將可調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； 通過標準波長器件對所述光分路器的第二路反饋的光進行透射，其透射光由個數和波長已知的透射峰構成，其中心位置的兩個相鄰透射峰之間的距離是其他任意兩個相鄰透射峰之間距離的兩倍； 光電轉換模塊將所述標準波長器件輸出的光轉換為模擬信號并進行放大； 對所述光電轉換模塊輸出的信號進行采樣，生成的三角波信號作為可調諧激光器的驅動電壓； 調節(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刻與所述標準波長器件實際輸出的透射光的峰值波長中心的時間點重合； 調節(jié)所述三角波信號的峰峰值，使所述標準波長器件實際輸出的透射光的透射峰個數與已知的透射峰個數相等。
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述三角波信號的中心值的表達式為:
式中:KP為比例系數；も為積分系數；Kd為微分系數；k為自然數，V巾心(k)為第k個采樣周期三角波中心值的控制輸出；e(k)為第k個采樣周期輸入到控制系統(tǒng)的偏差值；T為采樣周期。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在干，經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。
【文檔編號】H01S3/13GK103500915SQ201310386847
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】錢磊, 董雷, 于本化, 祁耀斌 申請人:武漢理工光科股份有限公司