CN101806579A - 反射镜位置采样、标定方法及装置和激光器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种反射镜位置采样、标定方法及装置和激光器，涉及通信技术领域。为解决现有技术标定过程缓慢、产品生命周期内不能随时进行标定的问题而发明。本发明提供的标定方法包括：对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；将采样光的能量转换成采样值；根据采样值标定反射镜的位置。本发明实施例在进行标定过程中不需要外部功率计的辅助，实现了激光器耦合输出效率闭环控制，达到了节省耦合输出效率标定时间、产品生命周期内可标定的目的。

Description

反射镜位置采样、标定方法及装置和激光器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种可调谐激光器的反射镜位置采样、标定方法及装置。

背景技术

可调谐激光器是指可以在一定范围内连续改变激光输出波长的激光器。它内置Laser Array(激光器阵列)作为发光源，激光器阵列由多个LD(激光器单元)组成，每个激光器单元均能发某个特定波长范围的光，工作时先根据所需要的光的波长选定激光器单元，然后再对激光器单元进行控制，从而控制发射光的波长，实现波长的可调谐。

可调谐激光器结构原理图如图1所示：可调谐激光器通过集成开关电路1(Swith ICs)选择激光器阵列2(Laser Array)中的某个激光器单元，激光器单元发射的`光经反射镜3反射到后级光路，在后级光路中有2个分光器(Beamsplitters)4、5，将光束分为3路，主光路经耦合透镜(Coupling lens)6聚焦到尾纤(fiber pigtail)7输出到可调谐激光器外部；另外两路是主光路的分支，能量较小，一路经过波长测定仪(Etalon)8用于波长锁定，另一路入射到四相探测器(Quad detector)9，用于对反射镜位置锁定和激光器单元发光功率监控反馈。

只有当主光路经耦合透镜聚焦到尾纤的纤芯时，输出的光能量才能达到最大，这在现有技术中是通过可调谐激光器的四相探测器结合外部光功率计对反射镜的位置进行标定来实现的。

反射镜的位置在一定角度范围内可以通过加在其上的电压进行控制，而所述电压的数值可由四相探测器进行反馈并读取。其具体标定过程如下：

先根据所需要光的波长选定激光器单元，然后控制该激光器单元发出所需要的光，并将发射光的功率调节到一定强度(发射功率规格附近)，然后边调节反射镜位置控制电压，边用光功率计读取此时尾纤输出的光的功率，记录光功率计读数最大值时四相探测器(Quad detector)的数值，至此标定完成。

发明人发现在上述标定过程中，存在以下问题：现有标定技术需应用外部光功率计，标定过程繁琐不便。

发明内容

一方面，本发明实施例提供一种反射镜位置采样方法。

一种反射镜位置采样方法，包括：

对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；

将采样光的能量转换成采样值。

一方面，本发明实施例提供一种反射镜位置采样装置。

一种反射镜位置采样装置，包括：

采样模块，用于对激光进行采样，得到采样光；

转换模块，用于将采样光的能量转换成采样值。

一种反射镜位置采样装置，包括：

采样模块，用于对第二分光器分出的光进行采样，得到采样光；

转换模块，用于将采样光的能量转换成采样值。

一方面，本发明实施例提供了一种反射镜位置标定方法，解决了现有技术标定过程繁琐不便的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种反射镜位置标定方法，其特征在于，包括：

A、对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；

B、将采样光的能量转换成采样值；

C、判断所述采样值是否为最大值；

如果是，则将反射镜当前位置标定为最佳位置；否则，调节反射镜的位置，返回步骤A。

一方面，本发明实施例提供了一种反射镜位置标定装置，解决了现有技术标定过程繁琐不便的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种反射镜位置标定装置，包括：

采样模块，用于对激光进行采样，得到采样光；

转换模块，用于将采样光的能量转换成采样值；

位置标定模块，用于根据采样值标定反射镜的位置。

另一方面，本发明实施例提供了一种激光器，解决了现有技术标定过程繁琐不便的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种可调谐激光器系统，包括：激光器阵列；该激光器阵列包括至少两个激光器单元；与所述激光器单元连接有集成开关电路；与激光器阵列正对的位置置有反射镜；反射镜的一侧置有第一分光器；第一分光器的下方平行置有第二分光器；在第二分光器远离反射镜的一侧置有透镜；

集成开关电路选通激光器阵列中的激光器单元；激光器单元所发出的光经反射镜反射到第一分光器；第一分光器按照一定能量比例将光分为两路；一路用于波长锁定，另一路入射至第二分光器；第二分光器按照一定能量比例将光分为两路；一路入射到四相探测器，另一路经透镜聚焦形成激光；可调谐激光器系统还包括：

采样模块，对所述激光进行采样，得到采样光；

转换模块，将采样光的能量转换成采样值；

位置标定模块，根据采样值标定反射镜的位置。

另一种可调谐激光器系统，包括：激光器阵列；该激光器阵列包括至少两个激光器单元；与所述激光器单元连接有集成开关电路；与激光器阵列正对的位置置有反射镜；反射镜的一侧置有第一分光器；第一分光器的下方平行置有第二分光器；在第二分光器远离反射镜的一侧置有透镜；

集成开关电路选通激光器阵列中的激光器单元；激光器单元所发出的光经反射镜反射到第一分光器；第一分光器按照一定能量比例将光分为两路；一路用于波长锁定，另一路入射至第二分光器；第二分光器按照一定能量比例将光分为两路；一路入射到四相探测器，另一路经透镜聚焦形成激光；可调谐激光器系统还包括：

采样模块，对所述第二分光器分出的光进行采样，得到采样光；

转换模块，将采样光的能量转换成采样值；

位置标定模块，根据采样值标定反射镜的位置。

本发明实施例在对反光镜进行标定的过程中，不需要外部功率计的辅助，采用光耦合反馈技术，按能量比例对输出光进行采样反馈，对反馈的光进行光电转换、跨阻放大、模拟/数字转换等处理，实现了激光器耦合输出效率闭环控制，达到了节省耦合输出效率标定时间的目的。

附图说明

图1为现有的可调谐激光器系统结构图；

图2为本发明实施例提供的反射镜位置采样方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的反射镜位置标定方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的可调谐激光器系统结构图；

图5为本发明实施例提供的发射镜位置采样装置结构图；

图6为本发明实施例提供的反射镜位置标定装置结构图；

图7为本发明实施例提供的另一种可调谐激光器系统结构图；

图8为本发明实施例提供的采样模块的结构图；

图9为本发明实施例提供的对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光的方法的流程图；

图10为本发明实施例提供的另一种对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光的方法的流程图；

图11为本发明实施例提供的将采样光的能量转换成采样值的方法的流程图。

具体实施方式

为解决现有技术标定过程繁琐不便的问题，本发明提供了一种反射镜位置采样、标定方法及装置和激光器。下面分别进行介绍：

如图2所示，本发明实施例反射镜位置采样方法，包括：

201、对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；

采样过程可以具体通过分光器来完成，按照一定的能量比例，将一少部分能量的光分出，并反馈回来，作为采样光；

202、将采样光的能量转换成采样值。

如图3所示，一种反射镜位置标定方法，其特征在于，包括：

301、对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；

302、将采样光的能量转换成采样值；

303、判断所述采样值是否为最大值；

如果是，则将反射镜当前位置标定为最佳位置；否则，调节反射镜的位置，返回步骤301。

为了便于理解本发明实施例反射镜位置采样方法和标定方法，先对本发明实施例提供的激光器进行介绍：

如图4所示，包括：激光器阵列1；该激光器阵列包括至少两个激光器单元；与所述激光器单元连接有集成开关电路2；与激光器阵列正对的位置置有反射镜3；反射镜的一侧置有第一分光器4；第一分光器的下方平行置有第二分光器5；在第二分光器远离反射镜的一侧置有耦合透镜6。

集成开关电路选通激光器阵列中的激光器单元；激光器单元所发出的光经反射镜3反射到第一分光器4；第一分光器4按照一定能量比例将光分为两路；一路用于波长锁定7，另一路入射至第二分光器5；第二分光器5按照一定能量比例将光分为两路；一路入射到四相探测器8，另一路经耦合透镜6聚焦，在尾纤9上形成激光。

所述激光器系统还包括：反射镜位置采样装置和标定装置。

参见图5，本发明实施例提供的反射镜位置采样装置包括：

采样模块501，对所述激光进行采样，得到采样光；

转换模块502，将采样光的能量转换成采样值。

所述采样模块可以是3:97分光器11；所述转换模块包括：光电转换设备，跨阻放大器，模数转换芯片；其中，

光电转换设备，用于将采样光转换成电流；

与该光电转换设备连接有跨阻放大器，所述跨阻放大器用于将所述电流转换成电压，并将该电压放大；

与跨阻放大器连接有模数转换芯片，所述模数转换芯片用于将所述电压转换成采样值，所述采样值与反射镜当前位置相对应，之后将采样值传送给反射镜位置标定装置的位置标定模块。所述光电转换设备可以是光电二极管；

参见图6，本发明实施例提供的反射镜位置标定装置包括：

采样模块601，对所述激光进行采样，得到采样光；

转换模块602，将采样光的能量转换成采样值；

位置标定模块603，根据采样值标定反射镜的位置。

该位置标定模块包括：

最佳位置标定单元，用于当所述采样值为最大值时，则将反射镜当前位置标定为最佳位置；

反射镜位置调节单元，用于当所述采样值没有达到最大值时，调节反射镜的位置；在新的位置，由所述采样模块继续对激光进行采样。

所述反射镜位置调节单元，包括：

第一调节单元，用于当采样值大于反射镜初始位置的采样值时，继续同方向调节反射镜的位置；

第二调节单元，用于当采样值小于反射镜初始位置的采样值时，反方向调节反射镜的位置。

位置标定模块可以是MCU(微程序处理器)，所述MCU根据模数转换芯片传送来的采样值，改变加在反射镜上的电压，从而改变反射镜的位置。反射镜的位置改变后，模数转换芯片将此时反射镜位置所对应的采样值传送给位置标定模块，位置标定模块根据采样值标定反射镜的位置。

本发明实施例提供的另一种激光器，如图7所示，与上一可调谐激光器系统相比，其不同之处在于：

采样模块可以具体包括：

第三分光器11，用于对所述第二分光器分离的光进行采样；

第二透镜12，用于对第三分光器分离的光进行聚焦，得到采样光。

如图8所示，第三分光器1可以与第一分光器、第二分光器平行放置，第三分光器的法线与第二透镜2的光轴成45度角，并将取样光纤3的端面放置在第二透镜的焦点处，则取样光纤上的光能量能随尾纤上光能量的变化而产生同比例的变化，从而达到镜像采样的目的。

下面详细介绍反射镜位置采样方法和标定方法。

反射镜位置采样方法：

对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光。该步骤可以通过两种情景来实现：

第一种情景，如图9所示，对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光的步骤包括：

901、反射镜对激光进行反射，得到反射光；

902、对反射光进行分光得到三路光路；第一路光经透镜聚焦形成激光；

进一步地，第二路光用于波长锁定；第三路光入射到四相探测器；

903、对第一路光进行采样。

具体可以将第一路光在聚焦形成激光之前，进行分光，分光后，第一路光中大部分能量的光传送至透镜聚焦形成激光；第一路光中其余的小部分能量的光反馈回来并经过透镜聚焦，形成采样光。

第二种情景，如图10所示，对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光的步骤包括：

1001、反射镜对激光进行反射，得到反射光；

1002、对反射光进行分光得到三路光路；第一路光经透镜聚焦形成激光；

进一步地，第二路光用于波长锁定；第三路光入射到四相探测器；

1003、对所述激光进行采样。

具体可以将第一路光经透镜聚焦形成的激光，传送至尾纤，在尾纤中对激光进行分光，分光之后，大部分能量的激光对外输出，少部分能量的激光反馈回来，形成采样光。

如图11所示，将采样光的能量转换成采样值的步骤包括：

1101、将采样光转换成电流；

具体可以将反馈回来的采样光送至光电转换设备，所述光电转换设备根据采样光的能量的大小产生与其成正比关系的电流；

1102、将电流转换成电压；

具体可以将电流送至跨阻放大器，由跨阻放大器将所述电流转换为电压，并线性放大；

1103、将电压转换为数字数值，该数字数值即为反射镜当前位置对应采样值。

将放大后的电压提供给AD(数模转换)芯片，AD芯片将所述电压的大小转换为数字数值，即采样值，所述采样值与反射镜当前位置相对应；然后将所述采样值传送给位置标定模块。

本发明实施例提供的反射镜位置标定方法，包括：

A、对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；

B、将采样光的能量转换成采样值；

C、判断所述采样值是否为最大值；

如果是，则将反射镜当前位置标定为最佳位置；否则，调节反射镜的位置，返回步骤A。

在对反射镜位置标定之前，首先获取反射镜初始位置所对应的采样值，之后调节反射镜的位置，对调节后反射镜对位置反射对光进行采样，得到采样光，并将采样光对能量转换成采样值。如果采样值大于反射镜初始位置所对应的采样值，则继续同方向调节反射镜的位置，否则反方向调节反射镜的位置。

在之后的反射镜每次调整后，都判断调整后反射镜位置所对应的采样值是否最大。判断的方法如下：

将调整后对应的采样值与反射镜上一位置所对应的采样值相比较，若调整后对应的采样值大于反射镜上一位置所对应的采样值，则此时反射镜位置所对应的采样值尚为达到最大，继续调整；若调整后对应的采样值小于反射镜上一位置所对应的采样值，则所述反射镜上一位置所对应的采样值达到最大，将反射镜位置调回上一位置，此时反射镜处于最佳位置。

本发明实施例所提供的标定方法和系统不仅可应用于可调谐激光器，而且可灵活应用于所有需要监控输出光功率的场景，如EDFA(Erbium-doped OpticalFiber Amplifer，掺铒光纤放大器)的输出光功率检测、泵浦激光器的输出光功率的闭合控制等。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种反射镜位置采样方法，其特征在于，包括：

对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；

将采样光的能量转换成采样值。

2.根据权利要求1所述的反射镜位置采样方法，其特征在于，对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光的步骤之前还包括：

反射镜对光进行反射，得到反射光；

对反射光进行分光得到三路光路：

第一路光用于输出激光；

第二路光用于波长锁定；

第三路光入射到四相探测器；

第一路光经透镜聚焦形成激光。

3.根据权利要求1所述的反射镜位置采样方法，其特征在于，所述对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光的步骤包括：

对第一路光进行采样。

4.根据权利要求1所述的反射镜位置采样方法，其特征在于，所述对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光的步骤包括：

对激光进行采样。

5.根据权利要求3或4所述的反射镜位置采样方法，其特征在于，所述将采样光的能量转换成采样值的步骤包括：

将采样光转换成电流；

将电流转换成电压；

将电压转换为数字数值，该数字数值即为反射镜当前位置对应采样值。

6.一种反射镜位置标定方法，其特征在于，包括：

A、对反射镜当前位置反射的光进行采样，得到采样光；

B、将采样光的能量转换成采样值；

C、判断所述采样值是否为最大值；

如果是，则将反射镜当前位置标定为最佳位置；否则，调节反射镜的位置，返回步骤A。

7.根据权利要求6所述的反射镜位置标定方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括，获取反射镜初始位置的采样值。

8.根据权利要求6所述的反射镜位置标定方法，其特征在于，在所述步骤C中，调节反射镜的位置包括：

当采样值大于反射镜上一位置的采样值时，继续同方向调节反射镜的位置；

当采样值小于反射镜上一位置的采样值时，反方向调节反射镜的位置。

9.根据权利要求6或8所述的反射镜位置标定方法，其特征在于，所述判断所述采样值是否为最大值包括：

判断当当前采样值是否小于上一次采样值：

如果小于，则上一次采样值为最大采样值。

10.一种反射镜位置采样装置，其特征在于，包括：

采样模块，用于对激光进行采样，得到采样光；

转换模块，用于将采样光的能量转换成采样值。

11.根据权利要求10所述的反射镜位置采样装置，其特征在于，所述转换模块包括：

光电转换设备，用于将采样光转换成电流；

跨阻放大器，用于将所述电流转换成电压，并将该电压放大；

模数转换芯片，用于将所述电压转换成采样值，并将采样值传送给位置标定模块。

12.一种反射镜位置采样装置，其特征在于，包括：

采样模块，用于对第二分光器分出的光进行采样，得到采样光；

转换模块，用于将采样光的能量转换成采样值。

13.根据权利要求12所述的反射镜位置采样装置，其特征在于，所述转换模块包括：

光电转换设备，用于将采样光转换成电流；

跨阻放大器，用于将所述电流转换成电压，并将该电压放大；

模数转换芯片，用于将所述电压转换成采样值。

14.一种反射镜位置标定装置，其特征在于，包括：

采样模块，用于对激光进行采样，得到采样光；

转换模块，用于将采样光的能量转换成采样值；

位置标定模块，用于根据采样值标定反射镜的位置。

15.根据权利要求14所述的反射镜位置标定装置，其特征在于，所述位置标定模块包括：

最佳位置标定单元，当所述采样值为最大值时，则将反射镜当前位置标定为最佳位置；

反射镜位置调节单元，当所述采样值没有达到最大值时，调节反射镜的位置；在新的位置，由所述采样模块继续对激光进行采样。

16.根据权利要求14所述的反射镜位置标定装置，其特征在于，所述反射镜位置调节单元，包括：

第一调节单元，用于当采样值大于反射镜初始位置的采样值时，继续同方向调节反射镜的位置；

第二调节单元，用于当采样值小于反射镜初始位置的采样值时，反方向调节反射镜的位置。

17.一种激光器，其特征在于，包括：

采样模块，用于对所述激光进行采样，得到采样光；

转换模块，用于将采样光的能量转换成采样值；

位置标定模块，用于根据采样值标定反射镜的位置。

18.根据权利要求17所述的激光器，其特征在于，所述采样模块为第三分光器；所述转换模块包括：

光电转换设备，用于将采样光转换成电流；

跨阻放大器，用于将所述电流转换成电压，并将该电压放大；

模数转换芯片，用于将所述电压转换成采样值。

19.一种激光器，其特征在于，包括：

采样模块，对所述第二分光器分出的光进行采样，得到采样光；

转换模块，将采样光的能量转换成采样值；

位置标定模块，根据采样值标定反射镜的位置。

20.根据权利要求19所述的激光器，其特征在于，所述采样模块包括：

第三分光器；对所述第二分光器分离的光进行采样；

第二透镜，对第三分光器分离的光进行聚焦，得到采样光；或者

所述转换模块包括：

光电转换设备，用于将采样光转换成电流；

跨阻放大器，用于将所述电流转换成电压，并将该电压放大；

模数转换芯片，用于将所述电压转换成采样值。

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