CN106936509A - 一种拉曼瞬态效应控制方法和装置 - Google Patents

一种拉曼瞬态效应控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种拉曼瞬态效应控制方法,当输入光功率快速变化时,根据目标增益计算泵浦功率比例系数和波长1的目标ASE功率,根据波长1的目标ASE功率与实际ASE功率的差值,计算第一激光器的驱动电流,并控制所述第一激光器以所述驱动电路发射波长1的激光;获取波长1的激光的功率值,并将波长1的激光的功率值与所述泵浦功率比例系数的乘积确定为第二激光器的发射功率;根据所述第二激光器的发射功率确定所述第二激光器的驱动电流,并控制所述第二激光器以所述驱动电流发射波长2的激光。实现了在输入光功率快速变化时,快速调整泵浦功率,从而抑制了瞬态过冲。

Description

一种拉曼瞬态效应控制方法和装置
技术领域
本发明涉及光通信技术领域,尤其涉及一种拉曼瞬态效应控制方法和装置。
背景技术
高功率饱和增益拉曼与低功率非饱和增益拉曼不同的是,其工作在饱和增益区,输入光功率快速变化时,如增波或掉波,若泵浦功率不能及时准确的做出相应的调节,则会出现较大过冲,引起误码,抑制瞬态过冲成为高功率饱和增益拉曼的关键技术瓶颈。
如图1所示,现有技术是通过控制带外自发辐射光(Amplified Spontaneous Emission,简称:ASE)来做增益控制。如果工作在非饱和增益区,输入光的变化基本不影响泵浦功率沿光纤分布,ASE被锁定至指定值后,泵浦功率不再做调整,输入光功率快速变化不会产生过冲;如果工作在饱和增益区,输入光的变化会深度消耗沿光纤分布的泵浦功率,而现有技术不能对泵浦功率作出及时地调整,因此仍无法抑制瞬态过冲。
发明内容
本申请的目的在于提供了一种改进的拉曼瞬态效应控制方法。
本发明实施例第一方面提供了一种拉曼瞬态效应控制方法。当输入光功率快速变化时,本发明装置根据目标增益计算泵浦功率比例系数和第一波长的目标ASE功率,根据所述第一波长的目标ASE功率与实际ASE功率的差值,第一激光器的驱动电流,控制所述第一激光器以所述驱动电路发射第一波长的激光,再获取所述第一波长的激光的功率值,并将所述第一波长的激光的功率值与所述泵浦功率比例系数的乘积确定为第二激光器的发射功率,根据所述第二激光器的发射功率确定所述第二激光器的驱动电流,并控制所述第二激光器以所述驱动电流发射第二波长的激光。
第一波长的激光和第二波长激光下发驱动电流的时间间隔相差小于1us。
在该技术方案中,当输入光功率快速变化时,推算出第一激光器和第二激 光器的驱动电流,并通过推算出的驱动电流联合调节拉曼泵浦(即第一激光器和第二激光器),使泵浦功率始终与输入光对应,实现了在输入光功率快速变化时,快速调整泵浦功率,从而抑制了瞬态过冲。
在第一方面的第一种可能的实现方式中,本发明装置根据所述第一波长的目标ASE功率与实际ASE功率的差值,计算第一激光器的驱动电流具体为:根据第一公式计算所述第一激光器的驱动电流,所述第一公式为:
其中,PUMP1_DAC为所述第一激光器的驱动电流的DAC数字量,ASE1_KP为比例系数,ASE1_Ki=KP*T/Ti为积分系数,Ti为积分时间,T为采样周期,ASE_PD为输出端上报的实际ASE功率,ASE_T为所述第一波长的目标ASE功率。
所述第一激光器的驱动电流与PUMP1_DAC的关系是:将PUMP1_DAC乘以标定系数,该标定系数是本发明装置在出厂前就设置好的,如1、2、3等等。
在第一方面的第二种可能的实现方式中,本发明装置根据目标增益计算所述第一波长的目标ASE功率具体可以为:根据第二公式计算所述第一波长的目标ASE功率,该第二公式为:
ASE1_S=GT*ASE1_S_K+ASE1_S_B,G0<GT<G1;
ASE2_S=GT*ASE2_S_K+ASE2_S_B,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第一波长对应的目标ASE功率,ASE1_S_K、ASE1_S_B、ASE2_S_K和ASE2_S_B预设参数;
所述预设参数是本发明装置在出厂前就设置好的。假设,第一波长和第二波长增益与ASE的关系如图2所示,该预设参数中的K代表斜率,B代表截距。
在该技术方案中,为了消除泵浦中心波长随功率漂移对目标增益的影响,本发明实施例将目标增益划分为2段,即G0-G1和G1-G2,在其他可选实施例中,也可以不划分目标增益。
在第一方面的第三种可能的实现方式中,本发明装置根据所述目标增益计算泵浦功率比例系数具体可以为:根据第三公式计算所述泵浦功率比例系数,该第三公式为:
PR1=GT*PRK1+PRB1,G0<GT<G1
PR2=GT*PRK2+PRB2,G1<GT<G2
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,PR1和PR2分别为所述目标增益在所述第一段增益区间内和所述第一段增益区间内时对应的泵浦功率比例系数,PRK1、PRB1、PRK2、PRB2为预设参数。增益和泵浦功率比例系数的关系示意图可以如图3所示。
其中,所述预设参数是本发明装置在出厂前就设置好的。
在第一方面的第五种可能的实现方式中,本发明装置根据所述第二激光器的发射功率确定所述第二激光器的驱动电流具体可以为:将所述第二激光器的发射功率和激光器电流与功率关系系数的乘积确定为所述第二激光器的驱动电流,其中,所述激光器电流与功率关系系数为预设参数。
结合第一方面或第一方面的第一种至第五种中任一种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,本发明装置在通过所述第二激光器以所述驱动电流发射第二波长的激光之后,进一步还可以获取当前的输出功率,判断所述输出功率是否大于预设分界点的输出功率,若输出功率大于预设分界点的输出功率,说明增益处于饱和状态,则调整所述第一波长和所述第二波长的目标ASE功率,分别将所述第一波长和所述第二波长的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率,保证了增波和掉波前后的控制精度,降低了单波功率变化。
分界点是根据饱和与非饱和的分界点来标定的,需由实验验证得出;
结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,如图4可知,在相同增益,不同输出功率的条件下,ASE功率和输出功率的成二次方关系,因此,可通过输出功率与ASE做2阶拟合,计算第一波长和第二波长调整后的目标ASE。
本发明装置调整所述第一波长的目标ASE功率具体可以:
根据第四公式调整所述第一波长的目标ASE,该第四公式为:
ASE1_S=POUT^2*K1_S_2+POUT^1*K1_S_1+K1_S_0,G0<GT<G1;
ASE2_S=POUT^2*K2_S_2+POUT^1*K2_S_1+K2_S_0,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第一波长调整后的目标ASE功率,K1_S_2、K1_S_1、K1_S_0、 K2_S_2、K2_S_1以及K2_S_0为二阶拟合参数,POUT为所述输出功率;
本发明装置调整所述第二波长的目标ASE功率包括:
根据第五公式调整所述第二波长的目标ASE功率,该第五公式为:
ASE1_L=POUT^2*K1_L_2+POUT^1*K1_L_1+K1_L_0,G0<GT<G1;
ASE2_L=POUT^2*K2_L_2+POUT^1*K2_L_1+K2_L_0,G1<GT<G2;
其中,ASE1_L和ASE2_L分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第二波长调整后的目标ASE功率,K1_L_2、K1_L_1、K1_L_0、K2_L_2、K2_L_1以及K2_L_0为二阶拟合参数。
结合第一方面的第六种可能的实现方式,在第七种可能的实现方式中,本发明装置分别将所述第一波长和所述第二波长的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率具体为:
维持所述泵浦功率比例系数不变,将所述第一波长的实际ASE功率锁定到所述第一波长调整后的所述目标ASE功率,判断所述第二波长的实际ASE功率是否锁定到所述第二波长调整后的所述目标ASE功率,若否,则调整所述泵浦功率比例系数,并返回执行所述维持所述泵浦功率比例系数不变的步骤,直到所述第二波长的实际ASE功率锁定到所述第二波长调整后的所述目标ASE功率为止。
结合第一方面的第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,本发明装置调整所述泵浦功率比例系数具体为:
比较所述第二波长的实际ASE功率与调整后的所述目标ASE功率,若所述第二波长的实际ASE功率大于调整后的所述目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上加上预设步长;若所述第二波长的实际ASE功率小于调整后的所述目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上减去所述预设步长。
本发明实施例第二方面还提供了一种拉曼瞬态效应控制装置,所述控制装置包括的模块能够执行第一方面中的方法。
本发明实施例第三方面还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储了程序代码,所述程序代码包括用于执行在第一方面中的方法的指令。
实施本发明实施例,具有以下有益效果:
当输入光功率快速变化时,推算出第一激光器和第二激光器的驱动电流, 并通过推算出的驱动电流联合调节拉曼泵浦,使泵浦功率始终与输入光对应,实现了在输入光功率快速变化时,快速调整泵浦功率,从而抑制了瞬态过冲。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的拉曼瞬态效应控制示意图;
图2示出了一种增益与ASE功率的关系示意图;
图3示出了一种增益与泵浦功率比例系数的关系示意图;
图4示出了一种ASE功率与输出功率的关系示意图;
图5示出了本发明实施例的一种拉曼瞬态效应控制实体装置示意图;
图6示出了本发明实施例的一种拉曼瞬态效应控制装置结构框图;
图7示出了本发明实施例的锁定模块的结构示意图;
图8示出了本发明实施例的另一种拉曼瞬态效应控制实体装置示意图;
图9示出了本发明实施例的一种拉曼瞬态效应控制方法的流程示意图;
图10示出了本发明实施例的另一种拉曼瞬态效应控制方法的流程示意图;
图11示出了本发明实施例的波长1和波长2的ASE功率锁定的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图5所示,拉曼瞬态效应控制实体装置由拉曼瞬态效应控制装置和外围设备组成。其中,拉曼瞬态效应控制装置的结构示意图可以如图6所示。
当输入光功率快速变化时,例如,出现增波或掉波的场景,PR计算模块601根据目标增益计算泵浦功率比例系数,ASE功率计算模块602根据目标增益计算第一波长的目标ASE功率,第一驱动电流计算模块603根据所述第一波长的 目标ASE功率与实际ASE功率的差值,计算第一激光器的驱动电流,控制模块604则控制第一激光器(图5为两个第一激光器)以计算出的驱动电流发射波长1(即上述的第一波长)的激光,两个第一激光器发射的波长1的激光通过IPBC合入,然后经过分路器TAP1分光,极小部分光功率进入PD1(photo detector,光探测器),功率值获取模块605可通过PD1获取波长1的激光的功率值,发射功率计算模块606将波长1的激光的功率值与所述泵浦功率比例系数的乘积确定为第二激光器的发射功率,第二驱动电流计算模块607根据第二激光器的发射功率确定第二激光器的驱动电流,控制模块604则控制第二激光器(图5为两个第二激光器)以计算出的驱动电流发射波长2(即上述的第二波长)的激光,同理,两个第二激光器发射的波长2的激光(即上述的第二波长)通过IPBC合入,然后经过TAP2分光,极小部分光功率进入PD2,以获取波长2的激光的功率值。
大部分波长1与波长2的光波通过WDM4(英文:Wavelength Division Multiplexing,中文:波分复用)合入WDM1,最终进入长纤,光波通过长纤后被放大,产生ASE,ASE通过WDM2分光后进入WDM3,通过WDM3后,波长1和波长2的ASE被单独分开,分别进入到各自PD3和PD4,若波长1小于波长2,则波长1的光波为短波,波长2的光波为长波。
当输入光功率快速变化时,通过目标增益推算出第一激光器和第二激光器的驱动电流,并通过推算出的驱动电流联合调节拉曼泵浦(即第一激光器和第二激光器),使泵浦功率始终与输入光对应,实现了在输入光功率快速变化时,快速调整泵浦功率,从而抑制了瞬态过冲。
在其他可选实施例中,第一激光器和第二激光器的数量不限定。
可选的,第一激光器的驱动电流的计算过程具体可以为:
第一驱动电流计算模块603根据第一公式计算第一激光器的驱动电流,该第一公式为:
其中,PUMP1_DAC为所述第一激光器的驱动电流的DAC数字量,ASE1_KP为比例系数,ASE1_Ki=KP*T/Ti为积分系数,Ti为积分时间,T为采样周期,ASE_PD为输出端上报的实际ASE功率,ASE_T为所述波长1的目标ASE,其中,第一驱动电流计算模块603可以通过PD4获得实际ASE功率。
其中,控制模块604控制第一激光器下发驱动电流的具体过程为:
驱动电流与PUMP1_DAC的关系是:PUMP1_DAC除以预设系数等于驱动电流,但控制模块604实际向第一激光器下发的数据为PUMP1_DAC。该预设系数是该控制装置在出厂前就设置好的,可以为1、2、3或4等等。
可选的,波长1的目标ASE功率的计算过程具体可以为:
ASE计算模块62根据第二公式计算波长1的目标ASE功率;
ASE1_S=GT*ASE1_S_K+ASE1_S_B,G0<GT<G1;
ASE2_S=GT*ASE2_S_K+ASE2_S_B,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述波长1对应的目标ASE功率,ASE1_S_K、ASE1_S_B、ASE2_S_K和ASE2_S_B预设参数。
可选的,泵浦功率比例系数的计算过程具体可以为:
PR计算模块601根据第三公式计算所述泵浦功率比例系数,该第三公式为:
PR1=GT*PRK1+PRB1,G0<GT<G1
PR2=GT*PRK2+PRB2,G1<GT<G2
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,PR1和PR2分别为所述目标增益在所述第一段增益区间内和所述第一段增益区间内时对应的泵浦功率比例系数,PRK1、PRB1、PRK2、PRB2为预设参数。
可选的,第二激光器的驱动电流的计算过程具体可以为:
所述第二驱动电流计算模块607将所述第二激光器的发射功率和激光器电流与功率关系系数的乘积确定为所述第二激光器的驱动电流,其中,所述激光器电流与功率关系系数为预设参数。
其中,控制模块604控制第二激光器下发驱动电流的具体过程可以参见上述第一激光器的描述,在此不再赘述。
进一步的,所述拉曼瞬态效应控制装置6进一步还可以包括判断模块608、调整模块609以及锁定模块610,其中:
功率值获取模块605可通过PD5获取当前的输出功率,判断模块608判断所述输出功率是否大于预设分界点的输出功率,若所述输出功率大于所述预设分界点的输出功率,调整模块609则调整波长1和波长2的目标ASE功率,锁 定模块610分别将波长1和波长2的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率。
调整模块609可以根据第四公式调整波长1的目标ASE功率,第四公式为:
ASE1_S=POUT^2*K1_S_2+POUT^1*K1_S_1+K1_S_0,G0<GT<G1;
ASE2_S=POUT^2*K2_S_2+POUT^1*K2_S_1+K2_S_0,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,波长1调整后的目标ASE,K1_S_2、K1_S_1、K1_S_0、K2_S_2、K2_S_1以及K2_S_0为二阶拟合参数,POUT为所述输出功率;
调整模块609可以根据第五公式调整波长2的目标ASE功率,第五公式为:
ASE1_L=POUT^2*K1_L_2+POUT^1*K1_L_1+K1_L_0,G0<GT<G1;
ASE2_L=POUT^2*K2_L_2+POUT^1*K2_L_1+K2_L_0,G1<GT<G2;
其中,ASE1_L和ASE2_L分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,波长2调整后的目标ASE,K1_L_2、K1_L_1、K1_L_0、K2_L_2、K2_L_1以及K2_L_0为二阶拟合参数。
如图7所示,锁定模块610进一步可以包括维持单元6101、锁定单元6102、判断单元6103以及PR调整单元6104,其中:
维持单元6101维持泵浦功率比例系数不变,锁定单元6102将波长1的实际ASE功率锁定到波长1调整后的目标ASE功率,判断单元6103判断波长2的实际ASE功率是否锁定到波长2调整后的目标ASE功率,若否,PR调整单元6104则调整所述泵浦功率比例系数,并触发维持单元6101维持调整后的所述泵浦功率比例系数不变,直到判断单元6103判定波长2的实际ASE功率锁定到波长2调整后的目标ASE功率为止。
其中,判断单元6103可以通过PD3获取波长2的实际ASE功率。
其中,调整所述泵浦功率比例系数具体可以为:
PR调整单元6104比较波长2的实际ASE功率与调整后的目标ASE功率,若波长2的实际ASE功率大于调整后的目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上加上预设步长;若波长2的实际ASE功率小于调整后的目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上减去所述预设步长。
高功率饱和增益拉曼具有低噪声、高OSNR特性,由于其工作场景是在增 益饱和区,本发明能够抑制由增、掉波产生的过冲和功率偏差,使其能够被广泛应用在200G/400G骨干传输系统中,减少电中继,突破长途传输距离受到噪声和非线性的限制。
如图8所示,拉曼瞬态效应控制实体装置由拉曼瞬态效应控制装置和外围设备组成。本发明实施例与图6所示的实施例基本相同,区别在于,如图8所示,两个第一激光器发射的波长1的激光通过IPBC合入,两个第二激光器发射的波长2的激光通过IPBC合入,然后,波长1和波长2的光波通过WDM4合入TAP,再通过TAP分光后,极小部分光波进入WDM5,通过WDM5后,波长1和波长2的光波分别进入到各自PD1和PD2。
其余部分相同,请参见上述描述,在此不再赘述。
请参阅图9,图9是本发明实施例提供的一种拉曼瞬态效应控制方法的流程示意图;如图9所示,所述方法包括:
步骤S91,当输入光功率快速变化时,根据目标增益计算泵浦功率比例系数和波长1的目标ASE功率。
应指出的是,在其他可选实施例中,本发明装置可以在步骤S91计算目标ASE功率,在步骤S95才计算泵浦功率比例系数。
步骤S92,根据波长1的目标ASE功率与实际ASE功率的差值,计算第一激光器的驱动电流。
步骤S93,控制第一激光器以该驱动电路发射波长1的激光。
步骤S94,获取波长1的激光的功率值。
步骤S95,将波长1的激光的功率值与泵浦功率比例系数的乘积确定为第二激光器的发射功率。
步骤S96,根据第二激光器的发射功率确定第二激光器的驱动电流。
步骤S97,控制所述第二激光器以该驱动电流发射波长2的激光。
可理解的是,本实施例的拉曼瞬态效应控制方法中各个步骤的具体实现过程可以参见上述描述,此处不再赘述。
请参阅图10,图10是本发明实施例提供的另一种拉曼瞬态效应控制方法的 流程示意图;本实施例所述的控制方法与图10所示的实施例大致相同,区别在于,如图10所示,本实施例的所述方法除了包括与步骤S91~S97对应的步骤S101~107之外,还包括以下具体步骤:
步骤S108,获取当前的输出功率。
步骤S109,判断所述输出功率是否大于预设分界点的输出功率。若所述输出功率大于所述预设分界点的输出功率,则执行步骤S110;否则,结束本流程。
步骤S110,调整波长1和波长2的目标ASE功率。
步骤S111,分别将波长1和波长2的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率。
如图11所示,本发明装置分别将波长1和波长2的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率具体可以为:
步骤S1101,维持所述泵浦功率比例系数不变。
步骤S1102,将波长1的实际ASE功率锁定到调整后的目标ASE功率。
步骤S1103,判断波长2的实际ASE功率是否锁定到调整后的目标ASE功率;若否,则执行步骤S1104,否则,结束本流程。
步骤S1104,调整所述泵浦功率比例系数,并返回执行步骤S1101,直到波长1的实际ASE功率锁定到波长2调整后的所述目标ASE功率为止。
具体的,步骤S1104中调整所述泵浦功率比例系数具体可以为:
比较波长2的实际ASE功率与调整后的目标ASE功率,若波长2的实际ASE功率大于调整后的目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上加上预设步长;若波长2的实际ASE功率小于调整后的目标ASE功率,则在泵浦功率比例系数的基础上减去所述预设步长。
可理解的是,本实施例的拉曼瞬态效应控制方法中各个步骤的具体实现过程可以参见上述描述,此处不再赘述。
需要说明的是,在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明实施例所必须的。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本发明实施例中所述模块或单元,可以通过通用集成电路,例如CPU(Central Processing Unit,中央处理器),或通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)来实现。
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流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (18)

1.一种拉曼瞬态效应控制方法,其特征在于,包括:
当输入光功率快速变化时,根据目标增益计算泵浦功率比例系数和第一波长的目标ASE功率;
根据所述第一波长的目标ASE功率与实际ASE功率的差值,计算第一激光器的驱动电流,并控制所述第一激光器以所述驱动电路发射第一波长的激光;
获取所述第一波长的激光的功率值,并将所述第一波长的激光的功率值与所述泵浦功率比例系数的乘积确定为第二激光器的发射功率;
根据所述第二激光器的发射功率确定所述第二激光器的驱动电流,并控制所述第二激光器以所述驱动电流发射第二波长的激光。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一波长的目标ASE功率与实际ASE功率的差值,计算第一激光器的驱动电流包括:
根据第一公式计算所述第一激光器的驱动电流,所述第一公式为:
P U M P 1 _ D A C = A S E 1 _ K p * ( A S E _ T - A S E _ P D ) + A S E _ K i * &Sigma; n = 0 n = k ( A S E _ T - A S E _ P D )
其中,PUMP1_DAC为所述第一激光器的驱动电流的DAC数字量,ASE1_KP为比例系数,ASE1_Ki=KP*T/Ti为积分系数,Ti为积分时间,T为采样周期,ASE_PD为输出端上报的实际ASE功率,ASE_T为所述第一波长的目标ASE功率。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述根据目标增益计算第一波长的目标ASE功率包括:
根据第二公式计算所述第一波长的目标ASE功率,所述第二公式为:
ASE1_S=GT*ASE1_S_K+ASE1_S_B,G0<GT<G1;
ASE2_S=GT*ASE2_S_K+ASE2_S_B,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第一波长对应的目标ASE功率,ASE1_S_K、ASE1_S_B、ASE2_S_K和ASE2_S_B预设参数。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述根据所述目标增益计算泵浦功率比例系数包括:
根据第三公式计算所述泵浦功率比例系数,所述第三公式为:
PR1=GT*PRK1+PRB1,G0<GT<G1
PR2=GT*PRK2+PRB2,G1<GT<G2
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,PR1和PR2分别为所述目标增益在所述第一段增益区间内和所述第一段增益区间内时对应的泵浦功率比例系数,PRK1、PRB1、PRK2、PRB2为预设参数。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第二激光器的发射功率确定所述第二激光器的驱动电流包括:
将所述第二激光器的发射功率和激光器电流与功率关系系数的乘积确定为所述第二激光器的驱动电流;
其中,所述激光器电流与功率关系系数为预设参数。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述控制所述第二激光器以所述驱动电流发射第二波长的激光之后,所述方法还包括:
获取当前的输出功率;
判断所述输出功率是否大于预设分界点的输出功率;
若是,则调整所述第一波长和所述第二波长的目标ASE功率;
分别将所述第一波长和所述第二波长的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述调整所述第一波长的目标ASE功率包括:
根据第四公式调整所述第一波长的目标ASE功率,所述第四公式为:
ASE1_S=POUT^2*K1_S_2+POUT^1*K1_S_1+K1_S_0,G0<GT<G1;
ASE2_S=POUT^2*K2_S_2+POUT^1*K2_S_1+K2_S_0,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第一波长调整后的目标ASE功率,K1_S_2、K1_S_1、K1_S_0、K2_S_2、K2_S_1以及K2_S_0为二阶拟合参数,POUT为所述输出功率;
所述调整所述第二波长的目标ASE功率包括:
根据第五公式调整所述第二波长的目标ASE功率,所述第五公式为:
ASE1_L=POUT^2*K1_L_2+POUT^1*K1_L_1+K1_L_0,G0<GT<G1;
ASE2_L=POUT^2*K2_L_2+POUT^1*K2_L_1+K2_L_0,G1<GT<G2;
其中,ASE1_L和ASE2_L分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第二波长调整后的目标ASE功率,K1_L_2、K1_L_1、K1_L_0、K2_L_2、K2_L_1以及K2_L_0为二阶拟合参数。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述分别将所述第一波长和所述第二波长的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率包括:
维持所述泵浦功率比例系数不变,将所述第一波长的实际ASE功率锁定到所述第一波长调整后的所述目标ASE功率;
判断所述第二波长的实际ASE功率是否锁定到所述第二波长调整后的所述目标ASE功率;
若否,则调整所述泵浦功率比例系数,并返回执行所述维持所述泵浦功率比例系数不变的步骤,直到所述第二波长的实际ASE功率锁定到所述第二波长调整后的所述目标ASE功率为止。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述调整所述泵浦功率比例系数包括:
比较所述第二波长的实际ASE功率与调整后的所述目标ASE功率;
若所述第二波长的实际ASE功率大于调整后的所述目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上加上预设步长;
若所述第二波长的实际ASE功率小于调整后的所述目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上减去所述预设步长。
10.一种拉曼瞬态效应控制装置,其特征在于,包括:
PR计算模块,用于当输入光功率快速变化时,根据目标增益计算泵浦功率比例系数;
ASE功率计算模块,用于当输入光功率快速变化时,根据目标增益计算第一波长的目标ASE功率;
第一驱动电流计算模块,用于根据所述第一波长的目标ASE功率与实际ASE功率的差值,计算第一激光器的驱动电流;
控制模块,用于通过所述第一激光器以所述驱动电路发射第一波长的激光;
功率值获取模块,用于获取所述第一波长的激光的功率值;
发射功率计算模块,用于将所述第一波长的激光的功率值与所述泵浦功率比例系数的乘积确定为第二激光器的发射功率;
第二驱动电流计算模块,用于根据所述第二激光器的发射功率确定所述第二激光器的驱动电流;
所述控制模块还用于:
控制所述第二激光器以所述驱动电流发射第二波长的激光。
11.如权利要求10所述的装置,所述第一驱动电流计算模块具体用于:
根据第一公式计算所述第一激光器的驱动电流,所述第一公式为:
P U M P 1 _ D A C = A S E 1 _ K p * ( A S E _ T - A S E _ P D ) + A S E _ K i * &Sigma; n = 0 n = k ( A S E _ T - A S E _ P D )
其中,PUMP1_DAC为所述第一激光器的驱动电流的DAC数字量,ASE1_KP为比例系数,ASE1_Ki=KP*T/Ti为积分系数,Ti为积分时间,T为采样周期,ASE_PD为输出端上报的实际ASE功率,ASE_T为所述第一波长的目标ASE功率。
12.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述ASE计算模块具体用于:
根据第二公式计算所述第一波长的目标ASE功率,所述第二公式为:
ASE1_S=GT*ASE1_S_K+ASE1_S_B,G0<GT<G1;
ASE2_S=GT*ASE2_S_K+ASE2_S_B,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第一波长对应的目标ASE功率,ASE1_S_K、ASE1_S_B、ASE2_S_K和ASE2_S_B预设参数。
13.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述PR计算模块具体用于:
根据第三公式计算所述泵浦功率比例系数,所述第三公式为:
PR1=GT*PRK1+PRB1,G0<GT<G1
PR2=GT*PRK2+PRB2,G1<GT<G2
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,PR1和PR2分别为所述目标增益在所述第一段增益区间内和所述第一段增益区间内时对应的泵浦功率比例系数,PRK1、PRB1、PRK2、PRB2为预设参数。
14.如权利要求10所述的装置,其特征在于,
所述第二驱动电流计算模块具体用于:
将所述第二激光器的发射功率和激光器电流与功率关系系数的乘积确定为所述第二激光器的驱动电流;
其中,所述激光器电流与功率关系系数为预设参数。
15.如权利要求10-14中任一项所述的装置,其特征在于,
所述功率值获取模块还用于:
获取当前的输出功率;
所述装置还包括:
判断模块,用于判断所述输出功率是否大于预设分界点的输出功率;
调整模块,用于若所述输出功率大于所述预设分界点的输出功率,则调整所述第一波长和所述第二波长的目标ASE功率;
锁定模块,用于分别将所述第一波长和所述第二波长的实际ASE功率锁定到调整后的对应的目标ASE功率。
16.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述调整模块具体用于:
根据第四公式调整所述第一波长的目标ASE功率,所述第四公式为:
ASE1_S=POUT^2*K1_S_2+POUT^1*K1_S_1+K1_S_0,G0<GT<G1;
ASE2_S=POUT^2*K2_S_2+POUT^1*K2_S_1+K2_S_0,G1<GT<G2;
其中,GT为所述目标增益,G0-G1为第一段增益,G1-G2为第二段增益,ASE1_S和ASE2_S分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第一波长调整后的目标ASE功率,K1_S_2、K1_S_1、K1_S_0、K2_S_2、K2_S_1以及K2_S_0为二阶拟合参数,POUT为所述输出功率;
根据第五公式调整所述第二波长的目标ASE功率,所述第五公式为:
ASE1_L=POUT^2*K1_L_2+POUT^1*K1_L_1+K1_L_0,G0<GT<G1;
ASE2_L=POUT^2*K2_L_2+POUT^1*K2_L_1+K2_L_0,G1<GT<G2;
其中,ASE1_L和ASE2_L分别为所述目标增益在所述第一段增益区间和所述第二段增益区间内时,所述第二波长调整后的目标ASE功率,K1_L_2、K1_L_1、K1_L_0、K2_L_2、K2_L_1以及K2_L_0为二阶拟合参数。
17.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述锁定模块包括:
维持单元,用于维持所述泵浦功率比例系数不变;
锁定单元,用于将所述第一波长的实际ASE功率锁定到所述第一波长调整后的所述目标ASE功率;
判断单元,用于判断所述第二波长的实际ASE功率是否锁定到所述第二波长调整后的所述目标ASE功率;
PR调整单元,用于若所述第二波长的实际ASE功率未锁定到所述第二波长调整后的所述目标ASE功率,则调整所述泵浦功率比例系数,并触发所述维持单元维持调整后的所述泵浦功率比例系数不变,直到所述判断单元判定所述第二波长的实际ASE功率锁定到所述第二波长调整后的所述目标ASE功率为止。
18.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述PR调整单元具体用于:
比较所述第二波长的实际ASE功率与调整后的所述目标ASE功率;
若所述第二波长的实际ASE功率大于调整后的所述目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上加上预设步长;
若所述第二波长的实际ASE功率小于调整后的所述目标ASE功率,则在所述泵浦功率比例系数的基础上减去所述预设步长。
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