CN113488840B - 扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质 - Google Patents

扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113488840B
CN113488840B CN202110825347.XA CN202110825347A CN113488840B CN 113488840 B CN113488840 B CN 113488840B CN 202110825347 A CN202110825347 A CN 202110825347A CN 113488840 B CN113488840 B CN 113488840B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
signal
laser source
output spectrum
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110825347.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113488840A (zh
Inventor
吴旭
杨志伟
阮双琛
欧阳德钦
张恩诚
吕启涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Technology University
Original Assignee
Shenzhen Technology University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Technology University filed Critical Shenzhen Technology University
Priority to CN202110825347.XA priority Critical patent/CN113488840B/zh
Publication of CN113488840A publication Critical patent/CN113488840A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113488840B publication Critical patent/CN113488840B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质,其中,方法包括:对基本信号的电压变化趋势进行调整,得到扫频激光源的驱动电压信号,其中,基本信号具有周期性以及连续性,单个周期内基本信号包括对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段,单个周期内驱动电压信号包括至少一个第二电压上升阶段以及至少一个第二电压下降阶段;获取驱动电压信号的特征值;根据特征值,对扫频激光源的输出光谱的带宽进行调节。本发明能够在调节扫频激光源输出光谱的带宽时,有效地拓宽扫频激光源输出光谱的带宽。

Description

扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质
【技术领域】
本发明涉及扫频激光器技术领域,尤其涉及一种扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质。
【背景技术】
相关技术中,扫频激光源(也即扫频激光器的光源)中较为重要的有源光器件是法布里-珀罗可调谐滤波器(Fiber Fabry-Perot Tunable Filter,简称为FFP-TF)。FFP-TF的内部集成有压电陶瓷;对于不同的驱动电压,压电陶瓷会产生不同的机械形变;对于不同的机械形变,FFP-TF内部的FP腔(也称为法布里-珀罗谐振腔)之间的距离不同;对应于不同的距离,FFP-TF可以滤除不同波长的光;从而能够达到连续选频、滤波的目的。
在实际应用中,施加给FFP-TF的驱动电压的信号通常为正弦波信号以及三角波信号中的任一种。其中,单个周期的正弦波信号是轴对称的,其可以被分为a段以及b段(a段代表电压上升段,b段代表电压下降段),且a段电压上升以及b段电压下降的过程中,施加给FFP-TF的驱动电压是相同的;由于FFP-TF内部的压电陶瓷具有无法还原的非线性形变特性,所以a段相应的输出光谱与b段相应的输出光谱的范围不同,且驱动电压相同时,a段相应的输出光谱与b段相应的输出光谱的中心波长不同,使得a段相应的输出光谱与b段相应的输出光谱存在不重合的部分;又由于扫频激光源的输出光谱的宽度取决于a段相应的输出光谱与b段相应的输出光谱的重合部分,所以a段相应的输出光谱与b段相应的输出光谱的不重合部分将会被损耗掉,从而导致不管如何调节,扫频激光源的输出光谱的带宽均较窄。单个周期的三角波信号同样可以被分为c段以及d段(c段代表电压上升段,d段代表电压下降段),且c段以及d段中的电压均是线性变化的;由于FFP-TF内部的压电陶瓷具有无法还原的非线性形变特性,所以压电陶瓷的非线性形变与c段、d段中电压的线性变化相组合后,不仅导致扫频激光源的输出光谱的中心波长也是非线性的,还导致不管如何调节,扫频激光源的输出光谱的带宽均较窄。
因此,有必要对调节扫频激光源输出光谱的带宽的方法进行改进。
【发明内容】
本发明提供了一种扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质,旨在解决相关技术中扫频激光源输出光谱的带宽均较窄的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例第一方面提供了一种扫频激光源输出光谱的带宽调节方法,包括:
对基本信号的电压变化趋势进行调整,得到扫频激光源的驱动电压信号;其中,所述基本信号具有周期性以及连续性,单个周期内所述基本信号包括对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段;单个周期内所述驱动电压信号包括至少一个第二电压上升阶段以及至少一个第二电压下降阶段;
获取所述驱动电压信号的特征值;
根据所述特征值,对所述扫频激光源的输出光谱的带宽进行调节。
本发明实施例第二方面提供了一种扫频激光源输出光谱的带宽调节设备,包括:存储装置及一个或多个处理器,所述存储装置用于存储一个或多个程序,其中,当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行时,使得一个或多个所述处理器执行如本发明实施例第一方面所述的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法。
本发明实施例第三方面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上存储有可执行指令,所述可执行指令被执行时执行如本发明实施例第一方面所述的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法。
从上述描述可知,与相关技术相比,本发明的有益效果在于:
先对基本信号的电压变化趋势进行调整,得到扫频激光源的驱动电压信号;再获取驱动电压信号的特征值;最后根据所获取的特征值,对扫频激光源的输出光谱的带宽进行调节。其中,基本信号具有周期性以及连续性,单个周期内基本信号包括对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段;单个周期内驱动电压信号包括至少一个第二电压上升阶段以及至少一个第二电压下降阶段。基于此,不管单个周期内驱动电压信号包括多少个第二电压上升阶段以及第二电压下降阶段,驱动电压信号的电压变化趋势都与基本信号不同;而且,当单个周期内驱动电压信号包括多个第二电压上升阶段以及多个第二电压下降阶段时,相较基本信号单个周期内仅具有对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段,驱动电压信号的电压变化趋势将更为复杂。那么,在实际应用中,技术人员可以利用驱动电压信号相较基本信号的这种电压变化趋势的改变(也即电压变化趋势的复杂化),对以基本信号驱动扫频激光源时第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间的不重合部分进行填补或延续,使得第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间的重合部分增多,从而能够在调节扫频激光源输出光谱的带宽时,有效地拓宽扫频激光源输出光谱的带宽。
【附图说明】
为了更清楚地说明相关技术或本发明实施例中的技术方案,下面将对相关技术或本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,而并非是全部实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,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为本发明实施例提供的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的非对称正弦波信号与相应扫频激光源输出光谱的范围的对比图;
图3为本发明实施例提供的正弦波信号与相应扫频激光源输出光谱的范围的第一种对比图;
图4为本发明实施例提供的双正弦波信号与相应扫频激光源输出光谱的范围的对比图;
图5为本发明实施例提供的正弦波信号与相应扫频激光源输出光谱的范围的第二种对比图;
图6为本发明实施例提供的扫频激光源输出光谱的带宽调节设备的模块方框图;
图7为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的模块方框图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例以及相应的附图,对本发明进行清楚、完整地描述,其中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是,下面所描述的本发明的各个实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,也即基于本发明的各个实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。此外,下面所描述的本发明的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在相关技术中,由于FFP-TF内部的压电陶瓷具有无法还原的非线性形变特性,从而导致不管如何调节,扫频激光源的输出光谱的带宽均较窄。为此,本发明实施例提供了一种扫频激光源输出光谱的带宽调节方法。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法的流程示意图。
如图1所示,本发明实施例提供的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法包括如下步骤101至103。
步骤101、对基本信号的电压变化趋势进行调整,得到扫频激光源的驱动电压信号;其中,基本信号具有周期性以及连续性,单个周期内基本信号包括对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段;单个周期内驱动电压信号包括至少一个第二电压上升阶段以及至少一个第二电压下降阶段。
在本发明实施例中,需要先对基本信号的电压变化趋势进行调整,以得到扫频激光源的驱动电压信号,并且,所得到的驱动电压信号将用于驱动扫频激光源,也即将用于驱动扫频激光源中的FFP-TF。可以理解的是,由于驱动电压信号是对基本信号的电压变化趋势进行调整后获得的,所以驱动电压信号的电压变化趋势必然与基本信号存在区别。
在一个实施方式中,由于基本信号具有周期性以及连续性,且单个周期内基本信号包括对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段,所以基本信号可以采用正弦波信号。当然,也并非仅限于此,在其他实施方式中,基本信号也可以采用本领域内常用的除正弦波信号外符合上述要求的其他信号,比如余弦波信号和三角波信号等,本发明实施例对此不做唯一限定。
由步骤101可知,对基本信号的电压变化趋势进行调整所得到的驱动电压信号,其单个周期内包括至少一个第二电压上升阶段以及至少一个第二电压下降阶段。基于此,当单个周期内驱动电压信号包括一个第二电压上升阶段以及一个第二电压下降阶段时,由于驱动电压信号的电压变化趋势与基本信号不同,所以第二电压上升阶段与第二电压下降阶段间可以被配置成非轴对称,也可以被配置成轴对称;当被配置成非轴对称时,第二电压上升阶段与第二电压下降阶段间的电压变化趋势不会同比例变化,第二电压上升阶段与第二电压下降阶段相应的时长也不会相等;当被配置成轴对称时,第二电压上升阶段与第二电压下降阶段间的电压变化趋势应当同比例变化,但是第二电压上升阶段与第二电压下降阶段相应的时长是相等的。当单个周期内驱动电压信号包括多个第二电压上升阶段以及多个第二电压下降阶段时,相较基本信号单个周期内仅具有对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段,单个周期内驱动电压信号的电压变化趋势将会变的更为复杂。
在一个实施方式中,对基本信号的电压变化趋势进行调整,可以为:分别对基本信号每个周期内的第一电压上升阶段以及第一电压下降阶段相应的时长进行不均等分配,以对基本信号每个周期内的第一电压上升阶段以及第一电压下降阶段相应的信号波段的斜率进行调整。
对于该实施方式,由于基本信号每个周期内的第一电压上升阶段以及第一电压下降阶段相应的时长均进行了不均等分配,所以所得到的驱动电压信号单个周期内只会包括一个第二电压上升阶段以及一个第二电压下降阶段,且第二电压上升阶段与第二电压下降阶段相应的时长是不相等的,这就表明单个周期内驱动电压信号并非是轴对称的。
比如,当基本信号采用正弦波信号时,我们可以称所得到的驱动电压信号为非对称正弦波信号;可以理解的是,非对称正弦波信号单个周期内的第二电压上升阶段与第二电压下降阶段相应的时长必然也是不相等的。再比如,当基本信号采用余弦波信号时,我们可以称所得到的驱动电压信号为非对称余弦波信号;可以理解的是,非对称余弦波信号单个周期内的第二电压上升阶段与第二电压下降阶段相应的时长必然也是不相等的。还比如,当基本信号采用三角波信号时,我们可以称所得到的驱动电压信号为非对称三角波信号;可以理解的是,非对称三角波信号单个周期内的第二电压上升阶段与第二电压下降阶段相应的时长必然也是不相等的。
在另一个实施方式中,对基本信号的电压变化趋势进行调整,还可以为:对基本信号每个周期内最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势的方向进行反向调整;其中,最值处为第一电压上升阶段与第一电压下降阶段的衔接处。
此处,有必要进行说明,如果基本信号每个周期内的第一电压上升阶段与第一电压下降阶段的衔接处的电压变化趋势为先升高后降低,那么对基本信号每个周期内的第一电压上升阶段与第一电压下降阶段的衔接处的电压变化趋势进行相反调整,实际上就是将基本信号每个周期内的第一电压上升阶段与第一电压下降阶段的衔接处的电压变化趋势调整为先降低后升高;如果基本信号每个周期内的第一电压上升阶段与第一电压下降阶段的衔接处的电压变化趋势为先降低后升高,那么对基本信号每个周期内的第一电压上升阶段与第一电压下降阶段的衔接处的电压变化趋势进行相反调整,实际上就是将基本信号每个周期内的第一电压上升阶段与第一电压下降阶段的衔接处的电压变化趋势调整为先升高后降低。
对于该实施方式,在对基本信号每个周期内最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势的方向进行反向调整时,可以为:针对每个周期内的基本信号,采用与最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势相反的预设信号波段进行替换;其中,预设信号波段的电压变化趋势所表征的电压变化幅度,可以等于上述最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势所表征的电压变化幅度,也可以大于上述最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势所表征的电压变化幅度。
比如,若上述最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势为先升高后降低,则预设信号波段的电压变化趋势就是先降低后升高的。再比如,若上述最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势为先降低后升高,则预设信号波段的电压变化趋势就是先升高后降低的。现以上述最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势为先升高后降低,且单个周期内所得到的驱动电压信号的第二电压上升阶段包括两个(分别为第一上升段以及第二上升段),第二电压下降阶段也包括两个(分别为第一下降段以及第二下降段)为例,在此种情况下,第一上升段、第一下降段、第二上升段以及第二下降段是依次衔接的,且单个周期内所得到的驱动电压信号在第一下降段以及第二上升段的衔接处轴对称。
此外,有必要进行说明的是,前文所述的预设信号波段实质上也可以为,信号类型与基本信号相同,且电压变化趋势与上述最值处呈轴对称的信号波段相反的另一个目标信号的相应波段,此时,以单个周期为例,可以在基本信号的最值处并联目标信号以得到驱动电压信号。比如,采用正弦波信号作为基本信号以及目标信号时,可以在其中一个正弦波信号的最值处并联另一个正弦波信号以得到驱动电压信号。由此,当基本信号采用正弦波信号时,我们可以称所得到的驱动电压信号为双正弦波信号;可以理解的是,双正弦波信号单个周期内的信号波段的电压变化趋势必然呈现出复杂化。当基本信号采用余弦波信号时,我们可以称所得到的驱动电压信号为双余弦波信号;可以理解的是,双余弦波信号单个周期内的信号波段的电压变化趋势必然呈现出复杂化。当基本信号采用三角波信号时,我们可以称所得到的驱动电压信号为双三角波信号;可以理解的是,双三角波信号单个周期内的信号波段的电压变化趋势必然呈现出复杂化。
应当理解的是,上述实施方式仅作为本发明实施例的优选实现,并非是本发明实施例对于步骤101的相关技术内容的唯一限定,对此,我们可以根据实际应用场景进行灵活设定。
步骤102、获取驱动电压信号的特征值。
在本发明实施例中,对基本信号的电压变化趋势进行调整,并得到扫频激光源的驱动电压信号后,还需要获取所得到的驱动电压信号的特征值,以将所获取的特征值用于后续对扫频激光源输出光谱的带宽的调节。
在一个实施方式中,当所得到的驱动电压信号在单个周期内呈现出非轴对称性时,所获取的驱动电压信号的特征值可以为:第二电压上升阶段与第二电压下降阶段相应时长之间的时长差、驱动电压信号的幅值、频率和偏置中的至少一种。其中,驱动电压信号的幅值、频率以及偏置,实质上就分别是电压幅值、电压频率以及偏置电压。
在另一个实施方式中,当所得到的驱动电压信号在单个周期内呈现出电压变化趋势的复杂化时,所获取的驱动电压信号的特征值可以为:驱动电压信号的幅值、频率和周期中的至少一种;或者是说,基本信号的幅值、频率和周期中的至少一种,以及目标信号的幅值、频率和周期中的至少一种。
应当理解的是,上述实施方式仅作为本发明实施例的优选实现,并非是本发明实施例对于步骤102的相关技术内容的唯一限定,对此,我们可以根据实际应用场景进行灵活设定。
步骤103、根据驱动电压信号的特征值,对扫频激光源的输出光谱的带宽进行调节。
在本发明实施例中,获取到驱动电压信号的特征值后,还需要根据驱动电压信号的特征值,对扫频激光源的输出光谱的带宽进行调节。具体地,可以调整所获取的驱动电压信号的特征值,使得扫频激光源输出光谱的带宽达到理想带宽,比如达到最大带宽等。
为了清楚地理解本发明实施例所提供的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法中,当所得到的驱动电压信号在单个周期内呈现出非轴对称性时,对扫频激光源输出光谱的带宽的影响,下面结合图2以及图3,以所得到的驱动电压信号是非对称正弦波信号为例,并与正弦波信号驱动扫频激光源时做对比,进行相关的解释说明。
在图2中,横轴的“Time”表征时间;纵轴的“Voltage”表征电压;纵轴的“Wavelength”表征波长;“Vbias”表征偏置电压;“FFP-TF modulation time”表征扫频激光源中FFP-TF的调制时长;“FFP-TF modulation amplitude”表征扫频激光源中FFP-TF的调制幅度;“Output bandwidth”表征扫频激光源的输出光谱的带宽。应当说明的是,本段对图2中的符号以及英文的释义将在下文中继续沿用。
在图3中,“Wavelengths that cannot be overlapped in a period”表征单个周期内第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间无法重合的波长,此处的“无法重合的波长”实质上是指单个周期内第一电压上升阶段相应输出光谱中的波长以及第一电压下降阶段相应输出光谱的波长未落入“Output bandwidth”的部分。应当说明的是,本段对图3中的符号以及英文的释义将在下文中继续沿用。
从图3中可以看出,如果所得到的驱动电压信号不是本发明实施例所提供的非对称正弦波信号,而是传统的正弦波信号,那么,在扫频激光源的输出光谱中,单个周期内第一电压上升阶段相应波长以及第一电压下降阶段相应波长中存在未落入“Outputbandwidth”的部分,也即第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间存在不重合的部分。此时,扫频激光源的输出光谱的带宽较窄。
从图2中可以看出,如果所得到的驱动电压信号是本发明实施例所提供的非对称正弦波信号,那么,在扫频激光源的输出光谱中,单个周期内第二电压上升阶段相应波长以及第二电压下降阶段相应波长中不存在未落入“Output bandwidth”的部分,也即第二电压上升阶段相应输出光谱与第二电压下降阶段相应输出光谱间不存在不重合的部分。此时,扫频激光源的输出光谱的带宽相较图3较宽。造成这种情况的原因是,单个周期内第二电压上升阶段相应时长与第二电压下降阶段相应时长的时长差,对第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间的不重合部分进行了填补,从而使得单个周期内第二电压上升阶段相应输出光谱与第二电压下降阶段相应输出光谱间的重合部分增多,或者,完全消除了原本的不重合部分。
为了清楚地理解本发明实施例所提供的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法中,当所得到的驱动电压信号在单个周期内呈现出电压变化趋势的复杂化时,对扫频激光源输出光谱的带宽的影响,下面结合图4以及图5,以所得到的驱动电压信号是双正弦波信号为例,并与正弦波信号驱动扫频激光源时做对比,进行相关的解释说明。
在图5中,“The discontinuous part of the spectrum”表征单个周期内第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间不连续的波长,此处的“不连续的波长”实质上是指单个周期内第一电压上升阶段相应输出光谱中的波长以及第一电压下降阶段相应输出光谱的波长未相互衔接的部分。应当说明的是,本段对图5中的符号以及英文的释义将在下文中继续沿用。
从图5中可以看出,如果所得到的驱动电压信号不是本发明实施例所提供的双正弦波信号,而是采用传统的正弦波信号,那么,在扫频激光源的输出光谱中,单个周期内第一电压上升阶段相应波长以及第一电压下降阶段相应波长中存在未相互衔接的部分,也即第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间存在不重合的部分。此时,扫频激光源的输出光谱的带宽较窄。
从图4中可以看出,如果所得到的驱动电压信号是本发明实施例所提供的双正弦波信号,那么,在扫频激光源的输出光谱中,单个周期内第二电压上升阶段相应波长以及第二电压下降阶段相应波长中不存在未相互衔接的部分,也即第二电压上升阶段相应输出光谱与第二电压下降阶段相应输出光谱间不存在不重合的部分。此时,扫频激光源的输出光谱的带宽相较图5较宽。造成这种情况的原因是,单个周期内双正弦波信号复杂的电压变化趋势,对第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间的不重合部分进行了延续,从而使得单个周期内第二电压上升阶段相应输出光谱与第二电压下降阶段相应输出光谱间的重合部分增多,或者,完全消除了原本的不重合部分。
综上所述,本发明实施例先对基本信号的电压变化趋势进行调整,得到扫频激光源的驱动电压信号;再获取驱动电压信号的特征值;最后根据所获取的特征值,对扫频激光源的输出光谱的带宽进行调节。其中,基本信号具有周期性以及连续性,单个周期内基本信号包括对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段;单个周期内驱动电压信号包括至少一个第二电压上升阶段以及至少一个第二电压下降阶段。基于此,当单个周期内驱动电压信号包括一个第二电压上升阶段以及一个第二电压下降阶段时,由于驱动电压信号的电压变化趋势与基本信号不同,所以第二电压上升阶段与第二电压下降阶段间可以被配置成非轴对称;当单个周期内驱动电压信号包括多个第二电压上升阶段以及多个第二电压下降阶段时,相较基本信号单个周期内仅具有对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段,单个周期内驱动电压信号的电压变化趋势将更为复杂。那么,在实际应用中,技术人员可以利用驱动电压信号的这种非轴对称性,对以基本信号驱动扫频激光源时第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间的不重合部分进行填补;或者,也可以利用驱动电压信号的这种电压变化趋势的复杂化,对以基本信号驱动扫频激光源时第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间的不重合部分进行延续;使得第一电压上升阶段相应输出光谱与第一电压下降阶段相应输出光谱间的重合部分增多,从而能够在调节扫频激光源输出光谱的带宽时,有效地拓宽扫频激光源输出光谱的带宽。
此外,有必要进行说明的是,不管是驱动电压信号的非轴对称性,还是驱动电压信号的电压变化趋势的复杂化,都是基于驱动电压信号相较基本信号的电压变化趋势的改变实现的。也即正是因为驱动电压信号的电压变化趋势相较基本信号有了改变,驱动电压信号才出现了上述非轴对称性以及上述电压变化趋势的复杂化。
请进一步参阅图6,图6为本发明实施例提供的扫频激光源输出光谱的带宽调节设备的模块方框图。
如图6所示,本发明实施例还提供一种扫频激光源输出光谱的带宽调节设备200,包括存储装置210及一个或多个处理器220;其中,存储装置210用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被一个或多个处理器220执行时,使得一个或多个处理器220执行如本发明实施例所提供的上述扫频激光源输出光谱的带宽调节方法。
在一个实施方式中,扫频激光源输出光谱的带宽调节设备200还可以包括总线230,用于存储装置210与一个或多个处理器220间的通信连接。
请进一步参阅图7,图7为本发明实施例提供的计算机可读存储介质的模块方框图。
如图7所示,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质300,该计算机可读存储介质300上存储有可执行指令310,该可执行指令310被执行时执行如本发明实施例所提供的上述扫频激光源输出光谱的带宽调节方法。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk)等。
需要说明的是,本发明内容中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于产品类实施例而言,由于其与方法类实施例相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法类实施例的部分说明即可。
还需要说明的是,在本发明内容中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明内容。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本发明内容中所定义的一般原理可以在不脱离本发明内容的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明内容将不会被限制于本发明内容所示的这些实施例,而是要符合与本发明内容所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种扫频激光源输出光谱的带宽调节方法,其特征在于,包括:
对基本信号的电压变化趋势进行调整,得到扫频激光源的驱动电压信号;其中,所述基本信号具有周期性以及连续性,单个周期内所述基本信号包括对称的一个第一电压上升阶段以及一个第一电压下降阶段;单个周期内所述驱动电压信号包括至少一个第二电压上升阶段以及至少一个第二电压下降阶段;
获取所述驱动电压信号的特征值;
根据所述特征值,对所述扫频激光源的输出光谱的带宽进行调节;
其中,所述对基本信号的电压变化趋势进行调整包括:
分别对基本信号每个周期内的所述第一电压上升阶段以及所述第一电压下降阶段相应的时长进行不均等分配,以对所述基本信号每个周期内的所述第一电压上升阶段以及所述第一电压下降阶段相应的信号波段的斜率进行调整;
或,对基本信号每个周期内最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势的方向进行反向调整;其中,所述最值处为所述第一电压上升阶段与所述第一电压下降阶段的衔接处。
2.如权利要求1所述的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法,其特征在于,当对所述基本信号每个周期内的所述第一电压上升阶段以及所述第一电压下降阶段相应的信号波段的斜率进行调整时,所述驱动电压信号的特征值包括:所述第二电压上升阶段与所述第二电压下降阶段相应时长之间的时长差、所述驱动电压信号的幅值、频率和偏置中的至少一种。
3.如权利要求1所述的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法,其特征在于,所述对所述基本信号每个周期内最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势的方向进行反向调整,包括:
针对每个周期内所述基本信号,采用与最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势相反的预设信号波段进行替换;其中,所述预设信号波段的电压变化幅度,大于或等于所述最值处呈轴对称的信号波段的电压变化幅度。
4.如权利要求3所述的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法,其特征在于,当对所述基本信号每个周期内最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势的方向进行反向调整时,单个周期内所述驱动电压信号的所述第二电压上升阶段包括两个,分别为第一上升段以及第二上升段;
单个周期内所述驱动电压信号的所述第二电压下降阶段包括两个,分别为第一下降段以及第二下降段;
单个周期内所述驱动电压信号的所述第一上升段、所述第一下降段、所述第二上升段以及所述第二下降段依次衔接,单个周期内所述驱动电压信号在所述第一下降段以及所述第二上升段的衔接处轴对称。
5.如权利要求4所述的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法,其特征在于,当对所述基本信号每个周期内最值处呈轴对称的信号波段的电压变化趋势的方向进行反向调整时,所述驱动电压信号的特征值包括:幅值、频率和周期中的至少一种。
6.如权利要求1-5任一项所述的扫频激光源输出光谱的带宽调节方法,其特征在于,所述基本信号包括:正弦波信号、余弦波信号和三角波信号中的任一种。
7.一种扫频激光源输出光谱的带宽调节设备,其特征在于,包括:存储装置及一个或多个处理器,所述存储装置用于存储一个或多个程序,其中,当一个或多个所述程序被一个或多个所述处理器执行时,使得一个或多个所述处理器执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有可执行指令,所述可执行指令被执行时执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
CN202110825347.XA 2021-07-21 2021-07-21 扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质 Active CN113488840B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110825347.XA CN113488840B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110825347.XA CN113488840B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113488840A CN113488840A (zh) 2021-10-08
CN113488840B true CN113488840B (zh) 2022-05-31

Family

ID=77941865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110825347.XA Active CN113488840B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113488840B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110572214A (zh) * 2019-08-30 2019-12-13 天津大学 一种基于光注入锁定的频率调制信号产生的方法
CN110690926A (zh) * 2019-09-17 2020-01-14 天津大学 一种单边带调制电控分段扫频源设计方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101626141B (zh) * 2009-08-06 2011-05-04 浙江大学 基于组合型调谐滤波器的全光纤快速扫频激光光源
WO2014121186A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 The General Hospital Corporation Apparatus and method which can include center-wavelength selectable, bandwidth adjustable, spectrum customizable, and/or multiplexable swept-source laser arrangement
CN106289338B (zh) * 2016-08-27 2018-11-23 武汉理工光科股份有限公司 光纤光栅解调仪的通道、频率扩展方法及系统
CN106547120B (zh) * 2016-11-25 2019-06-21 天津大学 超宽光谱范围线性扫频光源的光频梳多段光波拼接方法
CN108054629A (zh) * 2017-12-30 2018-05-18 武汉理工光科股份有限公司 基于f-p的脉冲激光发生器及方法
CN112968344B (zh) * 2021-02-03 2022-05-24 北京理工大学 基于复合光锁相光纤激光器扫频线性化和相干增强方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110572214A (zh) * 2019-08-30 2019-12-13 天津大学 一种基于光注入锁定的频率调制信号产生的方法
CN110690926A (zh) * 2019-09-17 2020-01-14 天津大学 一种单边带调制电控分段扫频源设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113488840A (zh) 2021-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180304310A1 (en) Interference Reduction Techniques in Haptic Systems
US8964806B2 (en) System and method for generating an optimum side-mode suppression ratio continuous tuning path for a semiconductor tunable laser
US20040208445A1 (en) Optical filter device with aperiodically arranged grating elements
CN113488840B (zh) 扫频激光源输出光谱的带宽调节方法、设备及存储介质
KR20070008398A (ko) 전압제어형 발진회로 및 피엘엘 회로
US6552632B2 (en) Surface acoustic wave resonator with withdrawn electrodes and surface acoustic wave ladder filter using same
US20020061047A1 (en) Manufacturable sampled grating mirrors
Naumenko et al. Characteristics of a semiconductor laser coupled with a fiber Bragg grating with arbitrary amount of feedback
US9584143B2 (en) Modulator, phase locked loop using the same, and method applied thereto
Tronciu et al. Dynamics of single mode semiconductor lasers with passive dispersive reflectors
Sawkmie et al. Theoretical and numerical study of vibrational resonance in a damped softening Duffing oscillator
Nikolić et al. Design of IIR notch filter with approximately linear phase
US20230361529A1 (en) Tunable semiconductor laser device
Pan et al. Modulation characteristics of tunable DFB/DBR lasers with one or two passive tuning sections
Lam et al. Measurement of Hurst exponents for semiconductor laser phase dynamics
GB2602411A (en) Method and apparatus for generating optical frequency comb
Seo et al. Compound cavity modes in semiconductor lasers with asymmetric optical feedback
JP2001284962A (ja) マイクロ波電圧制御発振器
Wang New window functions for the design of narrowband lowpass differentiators
JP2015126196A (ja) 波長可変レーザ
WO2004040722A1 (en) Method for compensation of degradation in tunable lasers
JP2004096796A (ja) 弾性表面波共振子及び弾性表面波フィルタ
US20120218763A1 (en) Wavelength Conversion Light Source Device
US5446530A (en) Amplitude modulated corrected frequency modulated laser
JP2001311820A (ja) 光学フィルタ装置および光学フィルタ装置の設計方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant