CN110888245B - 可调谐激光器的波长选择方法及波长选择装置 - Google Patents

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Abstract

本申请揭示了一种可调谐激光器的波长选择方法及波长选择装置，方法包括：获取目标波长λ；根据波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R的关系，以及初始波长λ0及至少两个热敏电阻的初始阻值R01和R02，计算目标波长λ对应的至少两个热敏电阻的目标阻值R1和R2，热敏电阻用于监测波长选择元件的温度；加热波长选择元件以控制其温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2；将阻值稳定在目标阻值R1和R2，输出波长。本申请通过拟合获取波长选择元件的漂移量与热敏电阻的阻值变化量的关系曲线，根据初始波长、热敏电阻的初始阻值及上述关系曲线，即可标定出目标波长对应的热敏电阻目标阻值，省去了大部分的标定时间。

Description

可调谐激光器的波长选择方法及波长选择装置
技术领域
本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种可调谐激光器的波长选择方法及波长选择装置。
背景技术
随着大数据、物联网以及5G业务的迅速发展，网络容量需求日益激增，这使得具有大带宽、长距离传输的相干光通讯技术成为下一代高速大容量光网络的首选，而作为高相干性的光源和本振器，窄线宽可调谐激光器成为相干光通讯的核心器件之一。
目前，窄线宽可调谐激光器的选模方案主要有DBR、MEMS mirror、MEMS grating、Tunable filter这几种方案，前三者具有小型化集成优势，但是存在调节范围小、响应时间长、出光功率低、标定时间长等缺点，而基于Tunable filter的方案则以体积换取如上优势，其中，以双标准具(etalon)的游标系统为例，其具有低损耗、功率一致性好、低噪声、高响应速度、超宽调节范围等优势，但是存在标定时间长、选模精度低等缺点。
发明内容
本申请一实施例提供一种可调谐激光器的波长选择方法，其可以实现快速精准选模，可调谐激光器的波长选择方法提供包括至少两个热调谐波长选择元件的游标系统，所述波长选择方法包括如下步骤：
获取目标波长λ；
根据波长漂移量△λ与相应波长选择元件上的热敏电阻的阻值变化量△R的关系，以及已知的初始波长λ0及其对应的至少两个热敏电阻的初始阻值R01和R02，计算目标波长λ对应的至少两个热敏电阻的目标阻值R1和R2，所述至少两个热敏电阻分别用于监测至少两个波长选择元件的温度；
分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2；
将两个热敏电阻的阻值分别稳定在目标阻值R1和R2，输出此时的波长。
一实施例中，所述波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R呈线性关系：△λ＝k*△R；两个热敏电阻的阻值变化量与波长漂移量的关系系数分别为k1和k2，目标阻值R1＝(λ-λ0)/k1+R01，R2＝(λ-λ0)/k2+R02。
一实施例中，所述分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2的步骤中通过调节设于相应波长选择元件上的加热元件的电流来调节所述波长选择元件的温度。
一实施例中，所述分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2的步骤包括如下步骤：
分别逐步改变两个波长选择元件上的加热元件的电流，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则继续改变电流；
如果两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定或微调此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
一实施例中，所述分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2的步骤包括如下步骤：
根据预存储的所有通信通道波长相应的阻值与其对应电流值查找目标阻值R1和R2分别对应的电流值I1和I2；
分别提供相应电流值I1和I2的电流给第一加热元件和第二加热元件，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则微调电流，直到两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2；
如果实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
一实施例中，所述分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2的步骤包括如下步骤：
根据热敏电阻的阻值R与加热元件的电流I的关系R＝m*I2+R0，分别计算出两个目标阻值R1和R2对应的电流I1和I2；
分别提供相应电流值I1和I2的电流给第一加热元件和第二加热元件，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则微调电流，直到两个实时阻值r1和r2等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
一实施例中，采用开尔文四线法测量两个热敏电阻的实时阻值。
本申请一实施例提供一种可调谐激光器的波长选择装置，包括位于通光路径上的至少两个热调谐波长选择元件：第一波长选择元件和第二波长选择元件，以及控制组件；所述控制组件包括控制器、存储器、分别加热第一波长选择元件和第二波长选择元件的第一加热元件和第二加热元件，以及分别监测第一波长选择元件和第二波长选择元件温度的第一热敏电阻和第二热敏电阻；所述存储器内预存储有波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R的关系式△λ＝k*△R，以及初始波长λ0及其对应的第一热敏电阻的初始阻值R01和第二热敏电阻的初始阻值R02；所述控制器通过存储器内存储的数据计算锁定目标波长λ对应的第一热敏电阻和第二热敏电阻的目标阻值R1和R2，所述控制器通过控制第一加热元件和第二加热元件的电流将第一热敏电阻和第二热敏电阻的阻值分别稳定在目标阻值R1和R2。
一实施例中，热敏电阻的两端分别设有两个接线端，分别作为测量热敏电阻的电流接线端和电压接线端。
一实施例中，加热元件和热敏电阻均设于相应的波长选择元件的通光面上，分布于所述通光路径的外围。
与现有技术相比，本申请的技术方案中的可调谐激光器的波长选择方法通过加热改变波长选择元件的温度以实现热光效应，同时通过热敏电阻实时监控对应的波长选择元件的温度，可克服两个波长选择元件之间由于热辐射和热传导导致的相互热影响及加热元件的温漂特性，从而实现实时控温和精准选模；另外，本申请通过拟合获取波长选择元件的漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R的关系曲线，根据已知的初始波长、热敏电阻的初始阻值及上述关系曲线，即可快速标定出目标波长对应的热敏电阻目标阻值(即波长选择元件的温度)，从而省去了可调谐激光器大部分的波长标定时间，简化了选模过程。
附图说明
图1是本申请一实施例的可调谐激光器的示意图；
图2是本申请一实施例的自由光谱示意图；
图3是本申请一实施例的第一波长选择元件的示意图；
图4是本申请一实施例的开尔文四线法测量方式的电路示意图；
图5是本申请一实施例的控制组件的示意图；
图6是本申请一实施例的可调谐激光器的波长选择方法的步骤图；
图7是本申请一实施例的波长漂移量与热敏电阻的阻值变化量之间的拟合曲线；
图8是本申请一具体实施例的实验数据；
图9是图8中波长漂移量与阻值变化量之间的拟合曲线；
图10是本申请第三具体示例的实验数据；
图11是图10中阻值与电流平方之间的拟合曲线。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。
另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
结合图1，为本申请一实施例的可调谐激光器100的示意图。
可调谐激光器100包括在光束的通光路径上依次排布的激光增益芯片12、准直透镜13、可调谐的波长选择装置2、反射镜3以及带隔离器上件4。
激光增益芯片12经准直透镜13与反射镜3构成激光外腔，通过位于激光外腔中的波长选择装置2实现波长可调的单模输出。
在本实施例中，可调谐激光器100的波长选择装置2包括位于通光路径上的至少两个热调谐波长选择元件。
这里，以波长选择装置2包括两个波长选择元件为例，分别为第一波长选择元件21和第二波长选择元件22，第一波长选择元件21和第二波长选择元件22构成游标系统，但不以此为限。
第一波长选择元件21和第二波长选择元件22可由硅材料制成。
第一波长选择元件21和第二波长选择元件22的厚度不同，以使得第一波长选择元件21和第二波长选择元件22具有不同的自由光谱范围，进而产生游标效应而输出峰值在目标波长λ的窄线宽光谱，实现选模。
具体的，结合公式(1)至公式(3)。
公式(1)为两个波长选择元件组成的游标系统的传输函数，两个波长选择元件通过n1d1和n2d2(n1、n2分别为第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的折射率，d1、d2分别为第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的厚度，d1与d2不同)的细微区别加以区分。
只有当n1d1和n2d2满足公式(2)的条件时，结合图2，第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的第一自由光谱范围FSR1、第二自由光谱范围FSR2才会有重叠区域并将重叠区域的峰值波长选出，而其他波长均被滤除，从而组成了一个具有宽自由光谱的光学带通滤波器，即游标系统。
这里，当加热改变波长选择元件的温度时，根据硅材料的热光效应，n1d1和n2d2也随之改变，从而实现游标自由光谱范围内的波长选择，公式(3)为游标系统自由光谱范围的计算方法。
本实施例由两个波长选择元件组成的游标系统可实现低功耗宽自由光谱范围的调节，以FSR分别为300GHz和310GHz的两个波长选择元件为例，其组成的游标系统可调范围为70nm，调节其中一个波长选择元件时相邻模式间隔约为2.4nm，且一个表现为整体左移，另一个表现为整体右移。
在单个游标模式内，可以同时调整两个波长选择元件，可实现2.4nm内标定；或者，固定一个波长选择元件，以step＝10GHz步长调整另一个波长选择元件，可选择下一个游标模式，然后再同时调整两个波长选择元件进行标定，以此往复，完成整个可调范围内的标定。
在本实施例中，结合图3，可调谐激光器100的波长选择装置2还包括控制组件5，控制组件5包括第一加热元件511及第一热敏电阻512。
第一加热元件511用于加热第一波长选择元件21，这里，第一加热元件511以加热电阻丝为例。
第一热敏电阻512用于监测第一波长选择元件21的温度。
同样的，控制组件5还包括第二加热元件521及第二热敏电阻522。
第二加热元件521用于加热第二波长选择元件22，这里，第二加热元件521以加热电阻丝为例。
第二热敏电阻522用于监测第二波长选择元件22的温度。
下面，以第一波长选择元件21、第一加热元件511及第一热敏电阻512为例作说明。
第一加热元件511及第一热敏电阻512设于一导热基板23上，通过导热基板23贴合于第一波长选择元件21的通光面S上。
导热基板23可以采用透明导热材料，或者导热基板23中间设有通光孔径S’，该通光孔径S’设于上述通光路径(即激光的光路/光轴)上，第一加热元件511及第一热敏电阻512均匀分布于通光孔径S’的外围。
这里，第一加热元件511及第一热敏电阻512均环绕设置于通光孔径S’的周缘，且第一加热元件511位于第一热敏电阻512的内侧。
具体的，第一波长选择元件21的表面通过导热胶贴附有导热基板23，导热基板23为薄片状结构，导热基板23的外轮廓与第一波长选择元件21的外轮廓相互适配，且导热基板23上具有通光孔径S’，第一加热元件511及第一热敏电阻512镀设于导热基板23上，该实施例中的导热基板23采用导热性能良好的硅材料制成。
导热基板23及位于其上的第一加热元件511、第一热敏电阻512采用MEMS工艺批量制作而成，具有小型化、低成本及高一致性等优点，可保证第一加热元件511及第一热敏电阻512的电阻值的均匀性，进而实现均匀加热及可靠控温，且可在一体成型导热基板23、第一加热元件511及第一热敏电阻512之后再将导热基板23贴附至对应的第一波长选择元件21，降低了工艺难度。
在本实施例中，第一加热元件511为加热电阻丝511，加热电阻丝511两端的第一接线端511a及第二接线端511b分别连接于外部电流源的两端，第一接线端511a及第二接线端511b用于接收电流而使得加热电阻丝511均匀加热第一波长选择元件21，第一波长选择元件21的温度改变而实现热光效应，第一波长选择元件21的透射光谱产生波长漂移，配合第二波长选择元件22的波长漂移可实现选模。
第一热敏电阻512的两端分别设有两个接线端，分别作为测量第一热敏电阻512的电流接线端和电压接线端。
具体的，第一热敏电阻512的左端依次包括第一电流接线端512a及第一电压接线端512b，第一热敏电阻512的右端依次包括第二电压接线端512c及第二电流接线端512d。两个电流接线端接外部电流源，两个电压接线端电压计，此时，可实现开尔文四线法测量第一热敏电阻512的实时阻值。
结合图4，为开尔文四线法测量方式的电路示意图。
这里，将第一电流接线端512a、第一电压接线端512b、第二电压接线端512c及第二电流接线端512d连接的外接导线分别等效为第一电阻Ra、第二电阻Rb、第三电阻Rc及第四电阻Rd，电流I为全部流经被测电阻Rm的电流，此时，第二电阻Rb及第三电阻Rc的电压降Em为零，测量电压En和被测电阻Rm两端的电压降Em基本相同，也就是说，被测电阻Rm的电阻值的测量不会受到第一电阻Ra、第二电阻Rb、第三电阻Rc及第四电阻Rd的影响。
相比传统的两个接线端的热敏电阻阻值测量，本实施例的四线测量法，热敏电阻两端分别具有分离的电流和电压的接线端，消除了布线和接触电阻的阻抗，能够进行更精确的测量，提高电路精度。本实施例采用开尔文四线法测量第一热敏电阻512的实时阻值，从而可以精确地实时反馈监控第一波长选择元件21的实时温度。
第二波长选择元件22、第二加热元件521及第二热敏电阻522的说明可以参考第一波长选择元件21、第一加热元件511及第一热敏电阻512的说明，在此不再赘述，当然，也可有区别。
在本实施例中，结合图5，控制组件5还包括控制器53及存储器54。
存储器54内预存储有波长选择元件的波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R的关系式△λ＝k*△R、初始波长λ0及其对应的第一热敏电阻512的初始阻值R01和第二热敏电阻522的初始阻值R02，以及两个热敏电阻的阻值变化量与波长漂移量的关系系数k1和k2，目标阻值R1＝(λ-λ0)/k1+R01，R2＝(λ-λ0)/k2+R02。
控制器53通过存储器54内存储的数据计算锁定目标波长λ对应的第一热敏电阻512和第二热敏电阻522的目标阻值R1和R2，控制器53通过控制第一加热元件511和第二加热元件521的电流分别对第一波长选择元件21和第二波长选择元件22进行加热，将第一热敏电阻512和第二热敏电阻522的阻值分别稳定在目标阻值R1和R2。
这里，由于确定的可调谐激光器中，其波长选择元件的波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R之间的关系是一定的，当锁定目标波长λ后，根据关系式及初始波长λ0和初始阻值R01和R02，便可获得第一热敏电阻512和第二热敏电阻522的阻值需要达到的目标阻值R1和R2，此时，调节第一加热元件511和第二加热元件521的电流，分别对第一波长选择元件21和第二波长选择元件22进行加热时，仅需监控第一热敏电阻512和第二热敏电阻522的阻值，使其分别稳定在目标阻值R1和R2，第一波长选择元件21及第二波长选择元件22输出的波长便为目标波长λ，即实现了精准选模。
换句话说，第一波长选择元件21及第二波长选择元件22为热调谐波长选择元件，为了保证第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的光谱叠加输出目标波长λ，则需要将第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的温度分别稳定在目标温度T1和T2，而第一热敏电阻512及第二热敏电阻522实时反馈的是第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的实时温度，此时只需将第一热敏电阻512及第二热敏电阻522的阻值分别稳定在目标温度T1和T2对应的目标阻值R1和R2，便可确保第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的温度分别稳定在目标温度T1和T2，即可确保输出的是目标波长λ。
可以看到，本实施例通过加热元件改变对应的波长选择元件的温度实现热光效应，同时通过热敏电阻实时监控对应的波长选择元件的温度，可克服两个波长选择元件之间由于热辐射和热传导导致的相互热影响及加热元件的温漂特性，从而实现实时控温和精准选模。
另外，本实施例中的第一波长选择元件21及第二波长选择元件21由硅材料制成，根据硅的热光效应，可以拟合出两个波长选择元件的波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R的关系曲线，从而省去了可调谐激光器大部分的波长标定时间，简化了选模过程。
当然，在不同的可调谐激光器中，关系式△λ＝k*△R的关系系数k可能是不同的，可以根据实际的试验数据拟合得到。
结合图6，本发明一实施例提供一种可调谐激光器的波长选择方法，结合前述可调谐激光器100及可调谐激光器100的波长选择装置2的说明，波长选择方法包括如下步骤：
获取目标波长λ；
根据波长漂移量△λ与相应波长选择元件上的热敏电阻的阻值变化量△R的关系，以及已知的初始波长λ0及其对应的至少两个热敏电阻的初始阻值R01和R02，计算目标波长λ对应的至少两个热敏电阻的目标阻值R1和R2，至少两个热敏电阻分别用于监测至少两个波长选择元件的温度；
分别加热两个波长选择元件(第一波长选择元件21及第二波长选择元件22)，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻(第一热敏电阻521及第二热敏电阻522)的阻值分别达到目标阻值R1和R2；
将两个热敏电阻的阻值分别稳定在目标阻值R1和R2，输出此时的波长。
这里，由于确定的可调谐激光器中，其波长选择元件的波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R之间的关系是一定的，参考图7，当锁定目标波长λ后，根据关系式及初始波长λ0和初始阻值R01和R02，便可获得第一热敏电阻512和第二热敏电阻522的阻值需要达到的目标阻值R1和R2，此时，调节第一加热元件511和第二加热元件521的电流，分别对第一波长选择元件21和第二波长选择元件22进行加热时，仅需监控第一热敏电阻512和第二热敏电阻522的阻值，使其分别稳定在目标阻值R1和R2，第一波长选择元件21及第二波长选择元件22输出的波长便为目标波长λ，即实现了精准选模。
换句话说，第一波长选择元件21及第二波长选择元件22为热调谐波长选择元件，为了保证第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的光谱叠加输出目标波长λ，则需要将第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的温度分别稳定在目标温度T1和T2，而第一热敏电阻512及第二热敏电阻522实时反馈的是第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的实时温度，此时只需将第一热敏电阻512及第二热敏电阻522的阻值分别稳定在目标阻值R1和R2便可确保第一波长选择元件21及第二波长选择元件22的温度分别稳定在目标温度T1和T2，即可确保输出的是目标波长λ。
本实施例省去了可调谐激光器大部分的波长标定时间，简化了选模过程。
具体的，结合图7，波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R呈线性关系：△λ＝k*△R。该关系式可通过改变两个加热元件的电流，测量不同输出波长对应的两个热敏电阻的阻值，计算波长漂移量对应的阻值变化量，再对波长漂移量与热敏电阻的阻值变化量进行数值拟合获得。
假设获取到的关系系数分别为k1和k2，即第一波长选择元件21的波长漂移量△λ1＝λ-λ0＝k1*(R1-R01)，亦即，第一热敏电阻521的目标阻值R1＝(λ-λ0)/k1+R01。
同样的，第二波长选择元件22的波长漂移量△λ2＝λ-λ0＝k2*(R2-R02)，亦即，第二热敏电阻522的目标阻值R2＝(λ-λ0)/k2+R02。
需要说明的是，波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R之间的线性关系也可以是△λ＝k*△R+a，需要根据实际情况而定。
在本实施例中，步骤“分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2”中可以通过调节设于相应波长选择元件上的加热元件的电流来调节波长选择元件的温度。
这里，以通过调节设于第一波长选择元件21上的第一加热元件511及设于第二波长选择元件22上的第二加热元件521的电流为例。
结合图8及图9，为一具体实施例的实验数据及拟合曲线。
以第一波长选择元件21、第一热敏电阻521及第一加热元件511为例。
为第一加热元件511提供逐渐增大的电流I(0mA、0.5mA、1mA…14.5mA)，同时，实时检测对应的第一波长选择元件21的波长值λ1、波长漂移量△λ1以及第一热敏电阻521的阻值r1。
可以看到，结合图8，随着加载至第一加热元件511的电流I的增大，第一波长选择元件21的波长值λ1、波长漂移量△λ1以及第一热敏电阻521的阻值r1、阻值变化量△r1均呈现逐渐增大的趋势。
结合图9，图9为第一波长选择元件21的波长漂移量△λ1与第一热敏电阻521的阻值变化量△r1之间的拟合曲线，此时，波长漂移量△λ1与阻值变化量△r1之间为线性关系，线性关系式具体为：△λ1＝k’*r1，根据实际的试验数据值拟合获得该实施例中，k’＝0.1293。在不同的激光器中，或不同的波长选择元件的波长漂移量与其上的热敏电阻的阻值变化量的拟合关系式中，k’的值可能会有差异，需要分别对各个波长选择元件做上述拟合关系式，并预存到存储器内。
在本实施例中，第一加热元件511及第二加热元件521的电流控制具有多种具体示例，下面介绍其中的三种示例。
在第一具体示例中，步骤“分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2”包括如下步骤：
分别逐步改变两个波长选择元件上的加热元件的电流，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则继续改变电流；
如果两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定或微调此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
在本示例中，可以通过逐步改变电流来使得测量到的两个热敏电阻的实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上，本示例通过逐步逼近的方式可以有效降低目标阻值的获取难度，无需对电流再进行标定，无需事先知晓对应的电流。
当然，也可以事先对电流进行标定，或者对电流进行预计，提高电流调节的效率，一步调节到位，如下面两个示例。
在第二具体示例中，步骤“分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2”包括如下步骤：
根据预存储的所有通信通道波长相应的阻值与其对应电流值查找目标阻值R1和R2分别对应的电流值I1和I2；
分别提供相应电流值I1和I2的电流给第一加热元件和第二加热元件，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则微调电流，直到两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2；
如果实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
在本示例中，可以通过查表方式来直接获取对应目标阻值R1和R2的电流值I1和I2，而后将获取到的电流值I1和I2分别加载至第一加热元件21和第二加热元件22，再进行两个实时阻值r1和r2分别与两个目标阻值R1和R2的逐步逼近及锁定，由于此时查表获取的电流值I1和I2已经很逼近最终所需的电流值，后续仅需经过微调便可使得实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，调节时长将大大降低。
在第三具体示例中，步骤“分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2”包括如下步骤：
根据热敏电阻的阻值R与加热元件的电流I的关系R＝m*I2+R0，分别计算出两个目标阻值R1和R2对应的电流I1和I2；
分别提供相应电流值I1和I2的电流给第一加热元件和第二加热元件，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则微调电流，直到两个实时阻值r1和r2等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
在本示例中，可以预先通过实验来获取热敏电阻的阻值R与加热元件的电流I的关系式，在实际操作时，仅需根据目标阻值R1和R2及关系式便可获取对应的电流I1和I2，而后将获取到的电流值I1和I2分别加载至第一加热元件21和第二加热元件22，再进行两个实时阻值r1和r2分别与两个目标阻值R1和R2的逐步逼近及锁定，由于此时根据关系式获取的电流值I1和I2已经很逼近最终所需的电流值，后续仅需经过微调便可使得实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，调节时长将大大降低。
结合图10及图11，为第三具体示例的实验数据及拟合曲线。
以第一波长选择元件21、第一热敏电阻521及第一加热元件511为例。
为第一加热元件511提供逐渐增大的电流I(0mA、0.5mA、1mA…14.5mA)，同时，实时检测对应的第一热敏电阻521的阻值r1。
可以看到，结合图10，随着加载至第一加热元件511的电流I的增大，第一波长选择元件21的波长值λ1以及第一热敏电阻521的阻值r1均呈现逐渐增大的趋势。
结合图11，图11为第一热敏电阻521的阻值r1与电流平方I2之间的拟合曲线，此时，阻值r1与电流平方I2之间为线性关系，线性关系式具体为：r1＝k”*I2+c，根据实际的试验数据值，拟合获得该实施例中，k”＝0.1689、c＝310.93。在不同的激光器中，或者不同的波长选择元件上的热敏电阻的阻值与电流平方的拟合关系式中，k”和c的值可能会有差异。该实施例中，需要分别对各个波长选择元件做上述拟合关系式，并预存到存储器内。
综上，本申请通过加热元件改变对应的波长选择元件的温度实现热光效应，同时通过热敏电阻实时监控对应的波长选择元件的温度，可克服两个波长选择元件之间由于热辐射和热传导导致的相互热影响及加热元件的温漂特性，从而实现实时控温和精准选模。
另外，本申请通过拟合获取波长选择元件的漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R的关系曲线，根据已知的初始波长、热敏电阻的初始阻值及上述关系曲线，即可快速标定出目标波长对应的热敏电阻目标阻值(即波长选择元件的温度)，从而省去了可调谐激光器大部分的波长标定时间，简化了选模过程。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可调谐激光器的波长选择方法，提供包括至少两个热调谐波长选择元件的游标系统，其特征在于，所述波长选择方法包括如下步骤：
获取目标波长λ；
根据波长漂移量△λ与相应波长选择元件上的热敏电阻的阻值变化量△R的关系，以及已知的初始波长λ0及其对应的至少两个热敏电阻的初始阻值R01和R02，计算目标波长λ对应的至少两个热敏电阻的目标阻值R1和R2，所述至少两个热敏电阻分别用于监测至少两个波长选择元件的温度；
分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2；
将两个热敏电阻的阻值分别稳定在目标阻值R1和R2，输出此时的波长；
所述分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2的步骤包括如下步骤：
根据热敏电阻的阻值R与加热元件的电流I的关系R＝m*I2+R0，分别计算出两个目标阻值R1和R2对应的电流I1和I2，其中m为热敏电阻的阻值R与加热元件的电流的平方I2的曲线拟合系数，R0为初始电阻值或修正值；
分别提供相应电流值I1和I2的电流给第一加热元件和第二加热元件，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则微调电流，直到两个实时阻值r1和r2等于目标阻值R1和R2；
如果两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
2.根据权利要求1所述的波长选择方法，其特征在于：所述波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R呈线性关系：△λ＝k*△R；两个热敏电阻的阻值变化量与波长漂移量的关系系数分别为k1和k2，目标阻值R1＝(λ-λ0)/k1+R01，R2＝(λ-λ0)/k2+R02。
3.根据权利要求1所述的波长选择方法，其特征在于：所述分别加热两个波长选择元件，以控制两个波长选择元件的温度，直到两个热敏电阻的阻值分别达到目标阻值R1和R2的步骤中通过调节设于相应波长选择元件上的加热元件的电流来调节所述波长选择元件的温度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的波长选择方法，其特征在于：采用开尔文四线法测量两个热敏电阻的实时阻值。
5.一种可调谐激光器的波长选择装置，包括位于通光路径上的至少两个热调谐波长选择元件：第一波长选择元件和第二波长选择元件，以及控制组件；所述控制组件包括控制器、存储器、分别加热第一波长选择元件和第二波长选择元件的第一加热元件和第二加热元件，以及分别监测第一波长选择元件和第二波长选择元件温度的第一热敏电阻和第二热敏电阻；其特征在于：所述存储器内预存储有波长漂移量△λ与热敏电阻的阻值变化量△R的关系式△λ＝k*△R，以及初始波长λ0及其对应的第一热敏电阻的初始阻值R01和第二热敏电阻的初始阻值R02；所述控制器通过存储器内存储的数据计算锁定目标波长λ对应的第一热敏电阻和第二热敏电阻的目标阻值R1和R2，所述控制器通过控制第一加热元件和第二加热元件的电流将第一热敏电阻和第二热敏电阻的阻值分别稳定在目标阻值R1和R2，所述控制器还用于：根据热敏电阻的阻值R与加热元件的电流I的关系R＝m*I2+R0，分别计算出两个目标阻值R1和R2对应的电流I1和I2，其中m为热敏电阻的阻值R与加热元件的电流的平方I2的曲线拟合系数，R0为初始电阻值或修正值；分别提供相应电流值I1和I2的电流给第一加热元件和第二加热元件，同时判断两个热敏电阻的实时阻值r1和r2是否分别等于目标阻值R1和R2；如果两个实时阻值r1和r2不等于目标阻值R1和R2，则微调电流，直到两个实时阻值r1和r2等于目标阻值R1和R2；如果两个实时阻值r1和r2分别等于目标阻值R1和R2，则稳定此时的电流值，将实时阻值r1和r2分别锁定在目标阻值R1和R2上。
6.根据权利要求5所述的波长选择装置，其特征在于：热敏电阻的两端分别设有两个接线端，分别作为测量热敏电阻的电流接线端和电压接线端。
7.根据权利要求5所述的波长选择装置，其特征在于：加热元件和热敏电阻均设于相应的波长选择元件的通光面上，分布于所述通光路径的外围。
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