CN103797666B - 创建并利用用于持续的同步多维控制的“多元路径”实现电磁辐射源中的单模扫描操作的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种扫描电磁辐射源（12）的方法，用以在指定时域内产生具有连续波长范围内的最佳边模抑制比的单模操作，该电磁辐射源用于基于参数输出处于给定波长的电磁辐射。该方法包括：确定满足波长的期望集的条件和波长范围内的最大边模抑制比的参数组合的集合。该参数组合的集合限定用于从一个波长到另一个波长的转变的子路径。所选的子路径的组合提供用于在该波长范围内的转变的多元路径。该方法还包括控制半导体激光器通过以预期的方式遍历多元路径而发射在该波长范围内的电磁辐射。

Description

创建并利用用于持续的同步多维控制的“多元路径”实现电磁 辐射源中的单模扫描操作的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及一种创建并利用用于持续的同步多维控制的“多元路径”实现电磁辐射源中的单模扫描操作的系统和方法，该系统和方法用在光学相干断层成像（OpticalCoherence Tomography，OCT）、光频域反射（Optical Frequency Domain Reflectometry，OFDR）、光谱学、光学组件的遥感和测试等中。
背景技术
在遥感应用和光学相干断层成像应用中，激光器有时作为波长扫描设备来操作，在其它应用中，激光器有时用于测试电信组件。波长扫描中的不连续性或非单模的波长操作可对使用激光器的应用产生显著影响。例如，激光器的波长扫描中的间断点（即波长中向前或向后的跳跃）或非单模的波长操作可使分子气体的吸收特性的波形失真。在另一示例中，波长的不连续性或非单模的波长操作可降低组织的OCT测量的信噪比。因此，需要消除扫描波长的激光器中的波长不连续性、波长非线性和非单模的激光器操作。
现有技术中维持单模操作和控制波长相对于时间的扫描曲线的尝试虽多，但是并不理想。尽管可以在一个时间点上准确地维持单模操作和控制扫描曲线，但是时间的流逝或者例如温度或湿度的变化将造成不连续性、非线性，并引发非单模的操作。例如，机械调谐的外腔式激光器利用与增益介质耦合的外腔机构工作在近乎连续的单模下。在典型的单模可调谐激光器中，具有两个关键要素：用于改变波长的方法，以及用于改变腔的长度以优化边模抑制和维持单模操作的另一方法。在模拟的可调谐激光器（被称为利特曼-梅特卡夫（Littman-Metcalf）结构）中，具有特定的机械结构，该机械结构驱使波长随着腔长度的变化而发生相应的变化，从而维持单模操作。在这些机械系统中，具有驱使机械“路径”穿过一路径的机械结构，在该路径中，波长增长是线性的，且路径长度差随着波长的增大而同步改变，以维持具有好的单模抑制比（Single Mode Suppression Ratio，SMSR）的单模操作。例如，本发明的一个方面可以被认为是与在使用Littman-Metcalf结构的外腔式激光器中的机械“路径”相当的电气“路径”。通过精确的、严格公差的组件和腔的精确校准，或者使用实时调整腔长度的元件（例如压电式转换器），来维持机械激光器的操作。其它激光器结构使用腔内元件。然而，随着时间的推移，激光器的校准退化或组件磨损，这可引发相对于时间的扫描曲线的变化和非单模的操作。当环境温度、湿度或压力改变时，校准可能会退化，这也可引发相对于时间的扫描曲线的变化和非单模的操作。激光器外部或内部的振动也可使腔错位，这也可引发相对于时间的扫描曲线的变化和非单模的操作。
即使在具有稳定腔的激光器中，也难以产生没有波长间断点的波长扫描。单片构造的半导体激光器是一类用于产生扫描波长的单模激光器。单片半导体激光器包括半导体中的多个部分或段（作为可调节的腔镜）、激光增益、腔相位和（可选地）外部放大。示例为垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）、具有微机电系统（Micro-ElectroMechanical System，MEMS）调谐结构的VCSEL、游标调谐的分布式布拉格反射镜（Vernier-Tuned Distributed Bragg Reflector，VT-DBR）激光器、超结构光栅分布式布拉格反射（Super-Structure Grating Distributed Bragg Reflector，SSGDBR）激光器和类似设备。由于这些激光器是单片的，没有可动部件（除了MEM设备），因此，这些激光器的腔是极其稳定的，且可以在具有窄线宽和长相干长度的单纵向模式下操作。这类可调谐半导体激光器需要多个激光电流信号来调谐波长，从而对产生没有波长间断点的波长扫描提出了挑战。
需要一种用于确定和控制电磁辐射源的系统和方法，以产生维持最佳单模操作的连续的波长扫描。
发明内容
希望从激光系统产生激光扫描，该激光系统波长连续且维持最佳单模操作。在本文中，波长扫描的主光谱模式的振幅和最突出的边模式的振幅的比（即边模抑制比）用于表征激光器是否工作在单一模式（单模）下。如本文中所使用的波长扫描指的是随着时间的推移，以指定的（通常优选地，以线性的、单调的）方式从一个波长到另一个波长的连续的（或步进式连续的）移动。
激光器的输出波长是由多个输入参数的相互作用确定的。因此，为了防止激光器输出中的波长的不连续性，需要了解如何在整个波长扫描中调整多个参数。对于生成和维持波长扫描的另一难题是，对时间和温度的影响进行有意义的量的调谐。这意味着，随着时间和温度的变化，为了维持指定的波长相对于时间的扫描，多个激光器参数上所需的控制也随着时间和温度的变化而变化。
如上所述，多个参数相互作用，以控制激光器的输出波长、功率和单模操作。归因于参数的数量、参数之间的相互作用、参数对于环境因素的依赖性以及组件的使用年限对激光器输出的影响，描述参数之间的关系是困难的。
由上述参数和外部因素，通过如下公式确定激光器的输出波长：
其中，λ是在特定时间tj时的波长，ci是m个参数，这m个参数相互作用以影响预期的输出波长。例如，参数ci可以包括半导体单片可调谐激光源（Semiconductor MonolithicTunable Laser Source，SMTLS）、可控因素（例如，正面镜像电流、背面镜像电流、相电流、增益、半导体光放大器电流）和外部因素（例如，温度和湿度）。归因于激光器控制参数之间的复杂关系以及与环境的相互作用，采用参数ci和时间tj的函数F(ci,tj)是非线性的。另外，F(ci,tj)对于每个激光器而言是唯一的，且取决于激光器的使用年限。通常，在特定时间处且在各种情况下，使用理论函数F不能够精确地描述特定激光器的波长。
如上所述，通常利用激光器的边模抑制比（Side Mode Suppression Ratio，SMSR）来测量激光器在激光器腔的单纵向模式下操作的程度。SMSR也由上述激光器的多个控制参数以及外部因素，通过下述公式来确定：
通过开发使控制参数与激光器输出相关的总体模型且保持外部因素不变来控制激光器的尝试因为三个因素而还未取得成功。第一，在激光器腔处，不能充分地使外部因素保持不变或者不能充分地知道外部因素。第二，因为激光器是非线性的系统，所以在确定激光器的波长、SMSR、功率或其它性能指标时，控制参数ci可具有非常复杂的相互作用。第三，控制激光器达到特定效果所需的时间依赖性是很复杂的，且随着时间的推移，会随着外部因素（温度、湿度、振动）的变化以及激光器或其控制系统的使用年限而发生变化。
试图确定函数F(ci,tj)或G(ci,tj)是很困难的或者潜在难以处理的，与此方式不同，本发明的重要方面如下：为了控制激光器，仅需要确定出产生波长的期望集和波长范围内的最大SMSR的潜在控制参数的有限集和环境条件。如果将参数集看作多元的、多维空间，该空间中的每个点对应于一参数组合，该参数组合招致具有对应波长和SMSR的激光器输出，则只有穿过该多元空间的特定“多元路径”将维持具有最佳的（例如，最大的）SMSR的单模操作。可以通过识别子路径确定多元路径，这些子路径满足如下条件：波长的期望集和波长范围的子范围内的最大SMSR。可以采用指定的方式（例如，在（作为扫描的时间函数或扫描的其它索引参数的函数）线性地增大或减小波长或光频率时）组合子路径和沿着子路径进行遍历，作为穿过由参数所限定的多元空间的多元路径。
本发明提供一种扫描半导体激光源的系统和方法，用以通过确定用于从一个波长到另一个波长的转变的多元路径，来产生具有连续波长范围内的最佳SMSR的单模操作。在这种方式下，本发明确定用于波长间的转变的子路径的有限集，所述有限集满足波长的期望集的条件和最大SMSR，而不是（1）依赖于输入、输出波长和SMSR之间的现有理论关系；或者（2）使用单个控制参数和单个激光器输出（例如波长或SMSR）之间的简单的单值关系。
根据一方面，提供一种扫描电磁辐射源的方法，用以在指定的时域内产生具有连续波长范围内的最佳SMSR的单模操作。电磁辐射源用于基于参数输出处于给定波长的电磁辐射。该方法包括：确定满足波长的期望集的条件和波长范围内的最大SMSR的参数组合的集合。该参数组合的集合限定用于从一个波长到另一个波长的转变的子路径。所选的子路径的组合提供用于在所述波长范围内转变激光器的多元路径。该方法还包括：控制半导体激光器通过以预期的方式遍历该多元路径而发射在该波长范围内的电磁辐射。该预期的方式可以为（相对于扫描的时间或索引参数）线性地增大或减小波长或光频率，且半导体激光器在具有该波长范围内的最佳SMSR的单一模式下输出电磁辐射。
在本文中，针对本发明的实施方式描述了多个特征；应当理解，针对给定实施方式所描述的特征也可以用于其它实施方式中。
本发明包括本文（包括详细描述了特定的说明性实施方式的说明书、附图以及权利要求（如果附有权利要求的话））中所描述的特征。然而，这些实施方式表示但仅表示可采用本发明的原理的各种方式中的一部分。
附图说明
附图中：
图1为根据本发明的方面的示例性系统；
图2为绘制在多元空间内的多元路径的示例性曲线图；
图3和图4为示出根据本发明的方面的方法的方框图。
具体实施方式
本发明提供一种扫描电磁辐射源的方法，用以在指定时域内产生具有连续波长范围内的最佳SMSR的单模操作。该电磁辐射源用于基于参数输出处于给定波长的电磁辐射。该方法包括：确定满足波长的期望集的条件和波长范围内的最大SMSR的参数组合的集合。该参数组合的集合限定用于从一个波长到另一个波长的转变的子路径。所选的子路径的组合提供用于该波长范围内的转变的多元路径。该方法还包括：控制半导体激光器通过以预期的方式遍历该多元路径而发射在该波长范围内的电磁辐射。该预期的方式是指定的且可以是（作为扫描的时间函数或扫描的其它索引参数的函数）线性地增大或减小波长或光频率，且半导体激光器在具有该波长范围内的最佳SMSR的单一模式下输出电磁辐射。
图1中示出根据本发明的方面的示例性系统10。系统10包括控制器12和电磁辐射源14（例如，半导体激光器）。控制器12和电磁辐射源14被示出为分立的设备，但是控制器12和电磁辐射源14可以是同一设备的一部分。控制器12生成控制信号，这些控制信号包括提供给电磁辐射源14的参数。电磁辐射源14响应于这些参数而生成电磁辐射20。例如，这些参数可以包括正面镜像电流、背面镜像电流、相电流、增益、以及半导体光放大器电流。影响电磁辐射20的生成的参数还包括环境因素，例如温度、湿度等。电磁辐射源14可以是半导体激光器，例如，单片半导体激光器、游标调谐的分布式布拉格反射镜（Vernier-TunedDistributed Bragg Reflector，VT-DBR）激光器或任何其它合适的类型。
如本领域的技术人员所理解的，控制器12可以有多种实现形式。例如，该控制器可以包括处理器或任何其它合适的设备，例如可编程电路、集成电路、存储器和输入/输出（Input/Output，I/O）电路、专用集成电路、微控制器、复杂可编程逻辑器件、其它可编程电路等。该控制器可以还包括非临时性计算机可读介质，例如随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM或者闪存）、或任何其它合适的介质。用于进行以下所描述的方法的指令可以被存储在非临时性计算机可读介质中，并由处理器执行。
除了控制电磁辐射源14外，控制器12还可以用于确定多元路径，该多元路径用于驱动电磁辐射源14输出在波长范围内转变的电磁辐射20。该控制器通过遍历该多元路径来控制电磁辐射源14发射在该波长范围内的电磁辐射20。例如，控制器12也可以控制一个或多个输出设备向关联的用户提供与该系统和/或该方法相关的信息，和/或产生待输出给其它设备用以进行额外处理或显示的信息。
系统10也可以包括光反馈16和电子反馈18。光反馈16可以接收一部分输出的电磁辐射20，并响应于电磁辐射20的波长、SMSR或其它性能而生成信号或数据。光反馈16可以被连接到控制器，并且该控制器可以分析该数据或信号用以确定响应于提供给电磁辐射源14的参数输出的电磁辐射20的波长和SMSR。电子反馈18可以测量电磁辐射源14处的参数。例如，电子反馈18可以测量特定电信号，该特定电信号与电磁辐射源14的输出的相关光学特性是二次相关的。电子反馈18可以被连接到控制器12，且控制器12可以分析电磁辐射源14所接收到的参数，以确定电磁辐射源14处的性能因素和检查当前正在工作的多元路径中的缺陷。
示例性多元路径40如图2所示。多元路径40被示出在由参数（正面镜像电流和背面镜像电流）所限定的多元空间42中。在该多元空间42中，影响电磁辐射20的波长和SMSR的其它参数（例如，相电流、增益、半导体光放大器电流、温度、湿度、振动等）保持不变。本领域技术人员应当理解，仅示出二维的多元空间42，这是因为在纸上难以显现更高维度的空间。可考虑其它包括更多维度（表征其它参数）的多元空间。图2的多元路径40生成从λA到λD的连续波长范围。该多元路径由三个不连续的所选的子路径44、子路径46和子路径48组成。三个所选的子路径44、子路径46和子路径48都包括满足波长的期望集的条件和最大SMSR的参数组合。第一所选的子路径44由导致电磁辐射20的输出在从λA到λB的波长范围内的参数组合所限定。第二所选的子路径46由导致电磁辐射20的输出在从λB到λC的波长范围内的参数组合所限定。第三所选的子路径48由导致电磁辐射20的输出在从λC到λD的波长范围内的参数组合所限定。这三个子路径44、子路径46和子路径48组成多元路径40，该多元路径40由导致电磁辐射20的输出在从λA到λD的波长范围内的参数组合所限定。子路径44、子路径46和子路径48中的每一个都是这两个参数的所有组合的小子集，该子集可满足波长的期望集的条件，但是仅仅是可描述满足激光器的多个性能标准（即增大的波长和最大SMSR）的序列的子集。注意，这些多个条件的实际数量并不限于两个。
参照图3，方框图示出一种扫描电磁辐射源14的方法，用以在指定时域内产生具有连续波长范围内的最佳SMSR的单模操作。在流程框108中，向系统10提供波长范围。为了限定用于从一个波长到另一个波长的转变的子路径，电磁辐射源14针对给定的参数集所输出的电磁辐射20的波长和SMSR必须是已知的。出于这个原因，可选地，可以在流程框110中生成多元空间42。如上所述，由于湿度变化、温度变化、装置错位、组件损坏、组件错位等原因，使得电磁辐射源14针对给定的参数集所输出的电磁辐射20的波长和SMSR会随着时间的推移而发生变化。出于这个原因，如果最近还未生成多元空间42，则可以生成多元空间42。可以恰好在确定多元路径40和生成电磁辐射源14的扫描之前生成多元空间42。如果还未针对多元空间42中的参数组合测量出波长和SMSR，则也可以生成多元空间42。可以通过提供与多元空间42中的每个点相对应的参数组合并测量电磁辐射源14的输出波长和SMSR来生成多元空间42。也可以通过针对多元空间42中的参数组合的子集而测量电磁辐射源14的输出波长和SMSR来生成多元空间42。包括在多元空间内的参数组合可以默认设置或由用户定义。例如，图2的多元空间42表征两个可变参数：正面镜像电流和背面镜像电流。为了生成多元空间42，当针对多元空间中的每个点向电磁辐射源14提供参数组合（包括正面镜像电流和背面镜像电流的值）时，其它参数保持不变。记录对应每个参数组合的输出波长和SMSR。多元空间42可以由分布在多元空间42上的连续范围内的参数组合、不连续范围内的参数组合、离散的参数组合或任何其它组合适的参数组合组成。
在流程框112中，确定满足如下条件的参数组合的集合：（1）在波长范围内的波长的期望集的条件，以及（2）该波长范围内的最大SMSR。该参数组合的集合限定用于在该波长范围内从一个波长到另一个波长的转变的子路径。例如，确定多元空间42内的参数组合（即点），该参数组合使得电磁辐射20的输出具有波长λ和该波长范围内的最大SMSR。可以确定这样的参数组合的集合，该集合限定用于在该波长范围内从一个波长到另一个波长的转变的子路径。在图2中，示出了限定三个子路径44，子路径46和子路径48的三个参数组合的集合。每个子路径限定一个用于在波长范围内的转变的路径。本领域的技术人员应当理解，可以采用任何合适的方式来确定子路径。例如，可以使用启发式算法、最近邻算法、最小生成树算法、动态程序设计、普里姆（Primm）算法等来检测子路径。
在流程框114中，从流程框112中的子路径的总集中选择子路径。可以使用任何合适的标准选择子路径。例如，可以基于子路径的平均SMSR、路径的最大SMSR（例如，仅选择最大SMSR超过阈值的子路径）或其组合来选择子路径。如果子路径对应于小于范围阈值的波长范围，则也可以将这些子路径排除在选择之外。在流程框116中，将所选的子路径合并，以提供用于波长范围内的转变的多元路径。尽管不易于呈现在二维纸张上，但是，参数的所有组合的非常小的子集形成穿过多元的多维空间的清楚的、不连续的路径。沿着这些路径（例如，将子路径合并成多元路径），在满足其它条件的同时，可以按照指定的方式贯穿预期的波长。可以通过合并所选的子路径中的参数组合来合并所选的子路径。如果所选的子路径在波长范围内重叠，则可以缩短重叠的子路径以消除重叠。可以通过仅保留具有最小SMSR的重叠的参数组合来缩短子路径。
最终，在流程框118中，控制电磁辐射源14通过以预期的方式遍历多元路径而发射在波长范围内的电磁辐射20。该预期的方式可以是（作为扫描的时间函数或扫描的其它索引参数的函数）线性地增大或减小在具有波长范围内最佳SMSR的单一模式下所输出的波长或光频率。
图4中示出了扫描电磁辐射源14的方法的另一示例，用以在指定时域内产生具有连续波长范围内的最佳SMSR的单模操作。在流程框208中，向系统提供波长范围。在流程框210中，如前所述，可选地生成多元空间。在流程框212中，将该波长范围划分成子范围。例如，如果该波长范围是从1350纳米到1550纳米，则可将该波长范围划分为如下子范围：1350纳米-1400纳米、1401纳米-1450纳米、1451纳米-1500纳米、以及1501纳米-1550纳米。本领域技术人员应当理解，上述子范围仅仅是示例性的，可将波长范围划分为更大或更小的波长范围。也可以创建大小不等或重叠的子范围。例如，可将从1350纳米到1550纳米的波长范围划分为如下子范围：1350纳米-1375纳米、1350纳米-1400纳米、1350纳米-1450纳米、1375纳米-1400纳米、1375纳米-1550纳米、1400纳米-1450纳米、1400纳米-1550纳米、1425纳米-1440纳米、1450纳米-1500纳米、1450纳米-1525纳米、1500纳米-1525纳米、以及1500纳米-1550纳米。
在流程框214中，针对每个波长的子范围确定满足如下条件的参数组合的集合：（1）在该波长的子范围内的波长的期望集的条件，以及（2）该波长的子范围内的最大SMSR。该参数组合的集合限定用于在该波长的子范围内从一个波长到另一个波长的转变的子路径。可按照如前所述的相同方式来确定用于在波长的子范围内的转变的子路径。
在流程框216中，可选地，可以标识附加的未测试的参数组合并将其添加到多元空间42中。例如，可以标识延伸到多元空间的不包含与输出波长和SMSR相关的数据的区域的子路径。作为另一示例，可以尽可能地标识连接两个不相连的子路径的参数值的范围。如果标识未测试的参数组合，则可以将先前未测试的参数组合输入到电磁辐射源14中，测量输出波长和SMSR，并将该数据添加到多元空间42。
在流程框218中，从流程框214和流程框216中所确定的子路径的总集中选择子路径。在流程框220中，将所选的子路径合并，以提供用于波长范围内的转变的多元路径。在流程框222中，控制电磁辐射源14通过以预期的方式遍历多元路径而发射在波长范围内的电磁辐射20。该预期的方式可以是（作为扫描的时间函数或扫描的其它索引参数的函数）线性地增大或减小在具有波长范围内最佳SMSR的单一模式下所输出的波长或光频率。
尽管相对于说明性的实施方式示出和描述了本发明，但是显然，本领域技术人员基于对本发明的阅读和理解将想到等效技术和变型。本发明包括所有这些等效技术和变型，并且仅受限于所附的权利要求的范围。

Claims (23)

1.一种扫描电磁辐射源(14)的方法，用以在指定时域内产生具有连续波长范围内的最佳边模抑制比的单模操作，所述电磁辐射源用于基于参数输出处于给定波长的电磁辐射，该方法包括：
确定满足波长的期望集的条件和所述波长范围内的最大边模抑制比的参数组合的集合，其中，所述参数限定多元空间，每个参数组合包括所述多元空间中的一个点，所述参数组合的集合限定用于从一个波长到另一个波长的转变的子路径，且所选的子路径的组合提供用于在所述波长范围内的转变的多元路径；以及
控制所述电磁辐射源通过以预期的方式遍历所述多元路径而发射在所述波长范围内的电磁辐射，其中，所述预期的方式是，作为扫描的时间函数而线性地增大或减小波长或光频率，并且所述电磁辐射源在具有所述波长范围内的最佳边模抑制比的单一模式下输出所述电磁辐射，
其中，所述给定波长是由所述电磁辐射源的多个输入参数的相互作用确定的，并且所述多个输入参数上所需的控制随着时间和温度的变化而变化。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多元路径包括穿过所述多元空间的不连续路径。
3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，通过针对参数组合测量所述电磁辐射源的输出，来针对该参数组合确定波长和边模抑制比。
4.如权利要求3所述的方法，其中，对于被标识成所述多元路径的子路径的参数组合，测量针对先前未测量的参数组合的波长和边模抑制比。
5.如权利要求4所述的方法，其中，测量所述先前未测量的参数组合，以找出用于连接未连接的所选的子路径的子路径。
6.如权利要求1至2中任一项所述的方法，还包括：针对参数组合的列表生成所述多元空间，其中，通过测量对应于所述列表中的每个参数组合的所述电磁辐射源的输出，来确定该参数组合的波长和边模抑制比，并进而生成所述多元空间。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述参数组合的列表是默认列表或由用户提供。
8.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，基于子路径的边模抑制比的平均值、子路径的边模抑制比的最大值或其组合来选择所述多元路径的子路径。
9.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述参数包括正面镜像电流、背面镜像电流、相电流、增益、半导体光放大器电流、温度、湿度或其组合。
10.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将要选择的用于组合成所述多元路径的每个子路径必须满足波长范围大于范围阈值的条件。
11.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述电磁辐射源是半导体激光器。
12.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，扫描波长或光频率的所述预期的方式消除或补偿暴露于所述辐射源的介质的光色散。
13.一种扫描电磁辐射源(14)的系统(10)，用以在指定时域内产生具有连续波长范围内的最佳边模抑制比的单模操作，该系统包括：
所述电磁辐射源，用于输出波长范围内的电磁辐射，其中，所述辐射源基于参数输出处于给定波长的电磁辐射；
控制器(12)，所述控制器被连接到所述电磁辐射源，其中，所述控制器用于：
提供参数给所述电磁辐射源；
确定满足所述波长范围内的波长的期望集的条件和波长的集合内的最大边模抑制比的参数组合的集合，其中，所述参数限定多元空间，每个参数组合包括所述多元空间中的一个点，所述参数组合的集合限定用于从一个波长到另一个波长的转变的子路径，且所选的子路径的组合提供用于在所述波长范围内的转变的多元路径；以及
控制所述电磁辐射源通过以预期的方式遍历所述多元路径而发射在所述波长范围内的电磁辐射，其中，所述预期的方式是，作为扫描的时间函数而线性地增大或减小波长或光频率，并且所述电磁辐射源在具有所述波长范围内的最佳边模抑制比的单一模式下输出所述电磁辐射，
其中，所述给定波长是由所述电磁辐射源的多个输入参数的相互作用确定的，并且所述多个输入参数上所需的控制随着时间和温度的变化而变化。
14.如权利要求13所述的系统，所述控制器还用于生成所述多元空间，包括：
向所述电磁辐射源提供参数组合；
测量所述电磁辐射源的输出的波长和边模抑制比；以及
将测量到的波长和边模抑制比在所述多元空间中的由该参数组合所指定的点处并入所述多元空间。
15.如权利要求13至14中任一项所述的系统，其中，所述参数的一部分不由所述控制器提供。
16.如权利要求15所述的系统，其中，对应环境因素的参数不由所述控制器提供。
17.如权利要求13至14中任一项所述的系统，其中，所述电磁辐射源是半导体激光器。
18.如权利要求17所述的系统，其中，所述电磁辐射源是取样光栅分布式布拉格反射镜SG-DBR激光器。
19.如权利要求13至14中任一项所述的系统，还包括光反馈，其中，所述光反馈用于测量所述电磁辐射源的输出的波长和边模抑制比。
20.如权利要求13至14中任一项所述的系统，还包括电子反馈，所述电子反馈用于测量所述电磁辐射源处的参数。
21.如权利要求20所述的系统，其中，温度和湿度是由所述电子反馈所测量的参数。
22.如权利要求13至14中任一项所述的系统，其中，扫描波长或光频率的所述预期的方式消除或补偿暴露于所述辐射源的介质的光色散。
23.一种扫描电磁辐射源(14)的方法，用以在指定时域内产生具有连续波长范围内的最佳边模抑制比的单模操作，所述电磁辐射源用于输出根据参数所确定的处于给定波长的电磁辐射，该方法包括：
将所述波长范围划分为子范围；
针对每个子范围，确定满足波长的期望集的条件和该波长子范围内的最大边模抑制比的参数组合的集合，其中，所述参数限定多元空间，每个参数组合包括所述多元空间中的一个点，所述参数组合的集合限定用于从一个波长到另一个波长的转变的子路径；
选择子路径，所选的子路径用于合并以提供用于在所述波长范围内的转变的多元路径；以及
控制所述电磁辐射源通过以预期的方式遍历所述多元路径而发射在所述波长范围内的电磁辐射，其中，所述预期的方式是，作为扫描的时间函数而线性地增大或减小波长或光频率，并且所述电磁辐射源在具有所述波长范围内的最佳边模抑制比的单一模式下输出所述电磁辐射，
其中，所述给定波长是由所述电磁辐射源的多个输入参数的相互作用确定的，并且所述多个输入参数上所需的控制随着时间和温度的变化而变化。
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