CN112821955B - 基于f-p标准具波长锁定器的波长快速锁定方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于F‑P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法及系统，该方法包括：基于F‑P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将参考电流信号转换为参考电压信号，将标准具电流信号转换为标准具电压信号；对参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；根据参考数字信号和标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；基于比例‑积分‑微分算法，根据当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据控制量对待检测激光器的输出波长进行调整。本发明提高了波长锁定的速度和光网络的通信性能。

Description

基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法及系统
技术领域
本发明涉及光网络通信技术领域，尤其涉及一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法及系统。
背景技术
随着全光网络的快速发展，可调谐半导体激光器也得到广泛应用。可调谐半导体激光器在波长快速切换过程中，由于无源调谐节电流的陡然变化会导致激光器电功耗变化，使激光器内部出现热抖动现象，从而导致激光器的输出波长发生漂移，影响光信号在波长路由中的传输，造成信道间的串扰。
为了解决波长调谐过程中的波长抖动，可以通过温度补偿实现波长的锁定，但是现有的温度补偿耗时长，效果差；并且热抖动现象的持续时间一般为毫秒级，比光突发包交换/光分组交换(Optical Burst Switching/Optical Packet Switching，简称OBS/OPS)应用中所需的纳秒及微秒大几个数量级，不能满足OBS/OPS系统中的时间要求，因此很难用一般的温度补偿来保证光网络的性能。
为了能更好的控制可调谐半导体激光器的输出波长，避免热抖动，通常采用波长锁定环路实现对激光器输出波长的锁定。一般的波长锁定环路可以实现波长的锁定，效率比温度补偿要高，但是其调节时间还可以进一步缩短；同时，一般的波长锁定环路中的PID算法简单，容易造成激光器输出波长失锁，影响光网络的通信性能。因此，现在亟需一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法及系统来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法及系统。
本发明提供一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，包括：
基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；
对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；
根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；
基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整。
根据本发明提供的一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，所述比例-积分-微分算法为增量式比例-积分-微分算法。
根据本发明提供的一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，所述基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，包括：
对所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值之间的误差进行判断，若所述误差大于预设误差阈值，则采用比例-微分算法计算当前时刻的控制量。
根据本发明提供的一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，所述方法还包括：
若所述误差小于等于预设误差阈值，则增加积分分量，以通过增量式比例-积分-微分算法计算当前时刻的控制量。
根据本发明提供的一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，所述将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号，包括：
通过跨阻放大器，将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号。
本发明还提供一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，包括：
信号采集模块，用于基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；
模数转换模块，用于对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；
处理模块，用于根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；
波长锁定模块，用于基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整。
根据本发明提供的一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，所述波长锁定模块包括：
第一计算单元，用于对所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值之间的误差进行判断，若所述误差大于预设误差阈值，则采用比例-微分算法计算当前时刻的控制量。
根据本发明提供的一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，所述波长锁定模块还包括：
第二计算单元，用于若所述误差小于等于预设误差阈值，则增加积分分量，以通过增量式比例-积分-微分算法计算当前时刻的控制量。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法的步骤。
本发明提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法及系统，通过对普通波长锁定环路的改进，大大提高了波长锁定的速度，使得可调谐激光器能够满足更多有时间要求的光纤链路，提高了光网络的通信性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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为本发明提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法的流程示意图；
图2为本发明提供的F-P标准具波长锁定器的结构示意图；
图3为本发明提供的快速波长锁定环路的框架示意图；
图4为本发明提供的PID联合作业的控制框架示意图；
图5为本发明提供的改进后的增量式PID算法流程图；
图6为本发明提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统的结构示意图；
图7为本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。
本发明提出了一种基于F-P标准具波长锁定器的快速波长锁定环路。该环路通过监测F-P标准具波长锁定器输出的光电二极管的电流信号，在经过比例-积分-微分(Proportion Integral Differential，简称PID)算法的校准后，将PID输出的控制量施加到激光器的控制电流中，实现对可调谐激光器输出波长的快速锁定，并且可以保证激光器在工作过程中不会发生波长漂移。同时，针对PID算法前几次调整时，由于积分分量的作用会使得PID输出的控制量震荡较大，可能会造成可调谐激光器输出波长失锁，为了防止波长锁定过程中的波长失锁，本发明还提出了一种针对波长锁定环路的改进增量式PID算法。
图1为本发明提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供了一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，包括：
步骤101，基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号。
在本发明中，F-P标准具波长锁定器将待检测激光器输入的光信号经过分光器分为两束，图2为本发明提供的F-P标准具波长锁定器的结构示意图，可参考图2所示，待检测激光器的光信号通过F-P标准具波长锁定器的分光器分为了两束，一束光送发送至用于产生参考电流的光电探测器(即Reference Photoelectric Detector，简称Reference PD)，另一束光经过标准具(Etalon)后，发送至用于产生标准具电流的光电探测器(即EtalonPhotoelectric Detector，简称Etalon PD)，其中，Reference PD产生参考电流信号(IReference)，Etalon PD产生标准具电流信号(I Etalon)。由于I Etalon会随着光波长的变化而变化，因此，可以通过监测I Etalon和I Reference的电流比Ratio(Ratio＝I Etalon/I Reference)实现对输出光波长的监测。进一步地，将参考电流信号IR_PD和标准具电流信号IE_PD分别转换为对应的电压信号，即参考电压信号UR_PD和标准具电压信号UE_PD，以将参考电压信号UR_PD和标准具电压信号UE_PD用于后续步骤中待检测激光器的控制量的生成，从而通过生成的控制量对待检测激光器的输出波长进行微调。优选地，在本发明中，通过跨阻放大器，将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号。
步骤102，对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；
步骤103，根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；
在本发明中，图3为本发明提供的快速波长锁定环路的框架示意图，可参考图3所示，通过高速模数转换器(Analog to Digital converter，简称AD)把标准具电压信号UE_PD和参考电压信号UR_PD信号进行采样量化，并将量化后的数字信号，即标准具数字信号EPD和参考数字信号R_PD输入到FPGA(Field Programmable Gate Array)；进一步地，根据Ratio＝E_PD/R_PD，计算出当前时刻的Ratio，即得到当前时刻数字信号比值。
步骤104，基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整。
在本发明中，将上述实施例得到的当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值输入到PID算法控制中，计算出当前时刻的控制量。PID算法主要应用在连续系统动态品质校正的控制过程中，按照偏差的比例、积分和微分进行系统控制的一种闭环控制算法。其原理简单，应用性强，通常在工业控制、船舶自动舵等场景被广泛应用。在工业控制过程中，连续系统的理想控制规律可表示为：
Figure BDA0002856066580000071
其中，u(t)表示PID输出的控制量；Vp表示比例增益，Vp与比例系数成倒数关系；Tt表示积分时间常数；Td表示微分时间常数；e(t)表示标准值与测量值之差。
根据处理方式的不同，PID算法可以分为增量式PID、位置式PID、变速微分PID、不完全微分PID和微分先行PID等方式。在实际使用中，PID也可单独使用PI、PD或者只有P的控制算法，这也大大提高了PID算法的使用灵活性。具体地，PID算法中的P为Proportional(比例)，表示当前系统中的偏差，其系数的大小可以控制调节的快慢；I为Integral(积分)，表示系统的累积偏差，用来消除系统的稳态误差；D为Differential(微分)，表示系统偏差信号的变化率，能预见偏差的变化趋势，对系统起到超前的控制作用。通过分别修改PID中比例、积分和微分的系数，调节其在控制系统中的权重，就可以有效地实现对控制系统的调节。图4为本发明提供的PID联合作业的控制框架示意图，PID联合作用的控制框图可参考图4所示，其中，r(t)表示控制的标准量，y(t)表示控制对象的输出量。在本发明中，基于PID计算的控制量，作为激光器控制模块的输入，控制模块根据输入的控制量的值，重新从FPGA的ROM中选取合适的输出值，微调可调谐激光器的输出波长，从而达到波长快速锁定的目的。
本发明提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，通过对普通波长锁定环路的改进，大大提高了波长锁定的速度，使得可调谐激光器能够满足更多有时间要求的光纤链路，提高了光网络的通信性能。
在上述实施例的基础上，所述比例-积分-微分算法为增量式比例-积分-微分算法。
在上述实施例的基础上，所述基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，包括：
对所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值之间的误差进行判断，若所述误差大于预设误差阈值，则采用比例-微分算法计算当前时刻的控制量。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
若所述误差小于等于预设误差阈值，则增加积分分量，以通过增量式比例-积分-微分算法计算当前时刻的控制量。
在本发明中，对比现有各种PID算法，其中，增量式PID算法只计算近几次的误差，计算量最小，可以大大降低微控制器的运算负担，提高运算速度。同时，为了防止积分分量I在波长切换初期对PID输出的控制量影响过大，造成波长失锁的现象，本发明在增量式PID算法的基础上进行了改进。图5为本发明提供的改进后的增量式PID算法流程图，可参考图5所示，在前几次调节，采样Ratio值(当前时刻数字信号比值)与目标Ratio值差距过大，为减小PID算法中积分分量的影响，先去除积分分量，只使用PD算法；当采样Ratio与目标Ratio误差e(k)小于一定预设误差阈值时，再引入积分分量，消除稳定误差，进一步调节PID输出的控制量，使激光器的输出波长稳定在目标波长。具体地：
步骤1，获取采样Ratio和目标Ratio。通过FPGA计算出当前的采样Ratio＝E_PD/R_PD，并将计算出的采样Ratio与ROM中储存的目标Ratio一起写入PID控制模块，进入步骤2；
步骤2，判断采样值与目标值是否相等。判断当前采样的Ratio是否与目标Ratio相同，若不同，进入步骤3，若相同则进入步骤4；
步骤3，获取前两次计算的目标Ratio与采样Ratio的误差e(k-1)和e(k-2)；
步骤4，设置当前时刻PID输出的控制量U(k)＝U(k-1)；
步骤5，计算当前时刻采样Ratio与目标Ratio的误差e(k)；
步骤6，比较e(k)，判断e(k)是否小于等于预设误差阈值，从而判断是否需要引入积分分量，若是则进入步骤7，否则进入步骤8；
步骤7，引入PID算法中的积分分量；
步骤8，计算当前控制量的增量ΔU(k)(若e(k)大于预设误差阈值，此时是基于PD算法计算当前控制的增量ΔU(k))；
步骤9，计算PID输出的控制量U(k)＝U(k-1)+ΔU(k)；
步骤10，输出控制量U(k)，FPGA可以通过U(k)的大小微调输出电流，从而实现可调谐激光器波长的快速锁定。
本发明提出了一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定的方法，具体涉及了一个监测F-P标准具波长锁定器输出信号，实现波长快速锁定的波长锁定环路，以及环路中所使用的改进增量式PID算法。通过波长锁定环路，激光器的输出波长能实现纳秒到微秒级别的快速、精确的波长锁定，提高激光器的调谐速度；同时，波长锁定环路中涉及的PID算法，通过对其积分分量的控制，可以有效的防止波长锁定过程中产生波长失锁现象。
图6为本发明提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统的结构示意图，如图6所示，本发明提供了一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，包括信号采集模块601、模数转换模块602、处理模块603和波长锁定模块604，其中，信号采集模块601用于基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；模数转换模块602用于对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；处理模块603用于根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；波长锁定模块604用于基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整。
本发明提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，通过对普通波长锁定环路的改进，大大提高了波长锁定的速度，使得可调谐激光器能够满足更多有时间要求的光纤链路，提高了光网络的通信性能。
在上述实施例的基础上，所述波长锁定模块包括：
第一计算单元，用于对所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值之间的误差进行判断，若所述误差大于预设误差阈值，则采用比例-微分算法计算当前时刻的控制量。
在上述实施例的基础上，所述波长锁定模块还包括：
第二计算单元，用于若所述误差小于等于预设误差阈值，则增加积分分量，以通过增量式比例-积分-微分算法计算当前时刻的控制量。
本发明实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
图7为本发明提供的电子设备的结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)701、通信接口(CommunicationsInterface)702、存储器(memory)703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令，以执行基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，该方法包括：基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整。
此外，上述的存储器703中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，该方法包括：基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，该方法包括：基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，其特征在于，包括：
基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；
对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；
根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；
基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整；
所述比例-积分-微分算法为增量式比例-积分-微分算法；
所述基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，包括：
对所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值之间的误差进行判断，若所述误差大于预设误差阈值，则采用比例-微分算法计算当前时刻的控制量；
若所述误差小于等于预设误差阈值，则增加积分分量，以通过增量式比例-积分-微分算法计算当前时刻的控制量。
2.根据权利要求1所述的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法，其特征在于，所述将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号，包括：
通过跨阻放大器，将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号。
3.一种基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，其特征在于，包括：
信号采集模块，用于基于F-P标准具波长锁定器，将待检测激光器的光信号进行拆分，分别得到参考电流信号和标准具电流信号；并将所述参考电流信号转换为参考电压信号，将所述标准具电流信号转换为标准具电压信号；
模数转换模块，用于对所述参考电压信号进行模数转换，得到参考数字信号，对所述标准具电压信号进行模数转换，得到标准具数字信号；
处理模块，用于根据所述参考数字信号和所述标准具数字信号，获取当前时刻数字信号比值；
波长锁定模块，用于基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，以根据所述控制量对所述待检测激光器的输出波长进行调整；
所述比例-积分-微分算法为增量式比例-积分-微分算法；
所述基于比例-积分-微分算法，根据所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值，生成当前时刻的控制量，包括：
对所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值之间的误差进行判断，若所述误差大于预设误差阈值，则采用比例-微分算法计算当前时刻的控制量；
若所述误差小于等于预设误差阈值，则增加积分分量，以通过增量式比例-积分-微分算法计算当前时刻的控制量。
4.根据权利要求3所述的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，其特征在于，所述波长锁定模块包括：
第一计算单元，用于对所述当前时刻数字信号比值和目标数字信号比值之间的误差进行判断，若所述误差大于预设误差阈值，则采用比例-微分算法计算当前时刻的控制量。
5.根据权利要求4所述的基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定系统，其特征在于，所述波长锁定模块还包括：
第二计算单元，用于若所述误差小于等于预设误差阈值，则增加积分分量，以通过增量式比例-积分-微分算法计算当前时刻的控制量。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法的步骤。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述基于F-P标准具波长锁定器的波长快速锁定方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113741590B (zh) * 2021-09-09 2023-03-28 江苏奥雷光电有限公司 一种硅光微环波长标定和锁定控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094446A (en) * 1997-01-21 2000-07-25 Santec Corporation Wavelength stabilizing apparatus of laser light source
CN101369713A (zh) * 2008-09-16 2009-02-18 中兴通讯股份有限公司 一种实现光模块波长锁定的控制装置和方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60216907T2 (de) * 2002-07-11 2007-06-14 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Vorrichtung und Verfahren zur Wellenlängenbestimmung
CN102707617A (zh) * 2012-06-20 2012-10-03 北京金自能源科技发展有限公司 一种模糊PID算法ActiveX控件的实现方法
CN105591708B (zh) * 2015-12-22 2018-09-18 郑州威科姆科技股份有限公司 一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法
CN109194238B (zh) * 2018-08-09 2022-06-14 瑞声科技(新加坡)有限公司 一种基于电流反馈信号的马达控制系统及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094446A (en) * 1997-01-21 2000-07-25 Santec Corporation Wavelength stabilizing apparatus of laser light source
CN101369713A (zh) * 2008-09-16 2009-02-18 中兴通讯股份有限公司 一种实现光模块波长锁定的控制装置和方法

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