CN113889843A - 半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质 - Google Patents

半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质 Download PDF

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CN113889843A CN202111141467.4A CN202111141467A CN113889843A CN 113889843 A CN113889843 A CN 113889843A CN 202111141467 A CN202111141467 A CN 202111141467A CN 113889843 A CN113889843 A CN 113889843A
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Abstract

本发明实施例提出一种半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质,涉及光电工程技术领域,本发明实施例的半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质,通过获取到的半导体激光器的运行电流和运行参数,由运行电流能够计算出半导体激光器的实际功率,由运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流,若是实际功率与预设功率之差的绝对值小于第一预设阈值,则使得半导体激光器按照当前运行电流与补偿电流之和的预设电流运行,直至半导体激光器的实际功率与预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,使得半导体激光器在运行温度变化时,通过软件的自动补偿控制对半导体激光器的实际注入电流进行调节,进而保证半导体激光器的输出功率的稳定性,降低了成本。

Description

半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质
技术领域
本发明涉及光电工程技术领域,具体而言,涉及一种半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质。
背景技术
近年来,半导体激光治疗仪已经广泛使用在中小型牙科诊所和大型的牙科专科医院,主要用于牙科软组织手术,具有止血效果好,术后疼痛、肿胀不适轻微,继发性感染率低等的优势。该产品主要是通过发射特定波长的激光对软组织进行碳化,从而达到激光切割的效果。半导体激光器是其中的核心部件,是指以半导体材料作为工作物质的器件,工作原理是通过一定的激励方式,在半导体的能带之间,或者半导体物质的能带与杂质能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。
本产品半导体激光器的脉冲模式最高频率可达20kHz,电路上通过采样控制输入激光器的电流来控制激光功率输出,然而,由于半导体激光器工作时温度变化会影响激光功率的稳定性,目前的改善方式是给半导体激光器增加恒温装置,例如增加制冷控制系统等,这会导致产品的成本急剧上升。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种半导体激光器功率控制方法,包括如下步骤:
获取所述半导体激光器的运行电流和运行参数;
根据所述运行电流计算所述半导体激光器的实际功率;
根据所述运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流;
在所述实际功率与预设功率之差的绝对值大于第一预设阈值时,将所述运行电流调至预设电流,直至所述实际功率与所述预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,其中,所述预设电流为所述运行电流和所述补偿电流之和,所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。
在可选的实施方式中,所述运行参数包括运行温度;或,
所述运行参数包括运行温度和运行光强。
在可选的实施方式中,所述根据所述运行电流计算所述半导体激光器的实际功率的步骤包括:
对所述运行电流进行FFT变换,取出直流分量;
根据所述直流分量计算所述实际功率。
在可选的实施方式中,在所述对所述运行电流进行FFT变换,取出直流分量的步骤之前,所述方法还包括:
若所述运行电流的脉冲频率小于第三预设阈值,则对所述运行电流进行倍频处理。
在可选的实施方式中,对所述运行电流进行倍频处理具体包括:
识别所述运行电流的信号沿,得到所述运行电流的脉冲周期,其中,所述信号沿包括上升沿和下降沿;
根据所述脉冲周期内的信号大小将所述脉冲周期分隔为多个周期并进行信号重组。
第二方面,本发明提供一种半导体激光器功率控制装置,包括:
获取模块,用于获取所述半导体激光器的运行电流和运行参数;
计算模块,用于根据所述运行电流计算所述半导体激光器的实际功率;
滤波模块,用于根据所述运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流;
补偿模块,用于在所述实际功率与预设功率之差的绝对值大于第一预设阈值时,将所述运行电流调至预设电流,直至所述实际功率与所述预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,其中,所述预设电流为所述运行电流和所述补偿电流之和,所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。
在可选的实施方式中,所述运行参数包括运行温度;或,
所述运行参数包括运行温度和运行光强。
在可选的实施方式中,所述计算模块包括;
变换子模块,用于对所述运行电流进行FFT变换,取出直流分量;
功率计算子模块,用于根据所述直流分量计算所述实际功率。
第三方面,本发明提供一种半导体激光器功率控制系统,包括控制器以及与所述控制器电连接的第一采集单元和第二采集单元,所述第一采集单元用于采集所述半导体激光器的运行电流,并将所述运行电流发送至所述控制器,所述第二采集单元用于采集所述半导体激光器的运行参数,并将所述运行参数发送至所述控制器,所述控制器用于实现前述实施方式任一项所述的半导体激光器功率控制方法。
第四方面,本发明提供一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,当所述计算机程序被执行时,实现前述实施方式任一项所述的半导体激光器功率控制方法。
本发明实施例提供的半导体激光器功率控制方法、装置、系统和可读存储介质,通过获取到的半导体激光器的运行电流和运行参数,由运行电流能够计算出半导体激光器的实际功率,由运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流,若是实际功率与预设功率之差的绝对值小于第一预设阈值,则将补偿电流叠加至运行电流,使得半导体激光器按照当前运行电流与补偿电流之和的预设电流运行,直至半导体激光器的实际功率与预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,从而使得半导体激光器在运行温度变化时,通过软件的自动补偿控制功能对半导体激光器的实际注入电流进行调节,进而保证半导体激光器的输出功率的稳定性,不再需要再增设单独的恒温装置,降低了成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1示出了本发明实施例半导体激光器功率控制系统的结构框图;
图2示出了本发明实施例提供控制器的结构框图
图3示出了本发明实施例半导体激光器功率控制方法的流程框图;
图4示出了图3中步骤S200的流程框图;
图5示出了本发明实施例半导体激光器功率控制装置的结构框图;
图6示出了示出了本发明实施例计算模块的结构框图。
图标:1-控制器;10-存储器;100-半导体激光器功率控制装置;110-获取模块;120-计算模块;121-倍频子模块;122-变换子模块;123-功率计算子模块;130-滤波模块;140-补偿模块;20-处理器;3-第一采集单元;5-第二采集单元;50-温度采样元件;52-光强采样元件;7-半导体激光器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域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。
需要说明的是,术语“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,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
经发明人研究发现,对于半导体激光器7,向其注入电流,其两端会产生光强,非平衡载流子复合后将产生输出功率,当半导体激光器7工作在额定范围内时,输出功率与注入电流通常是线性关系,电流越大,输出功率越大,因此,可以通过调节输入电流的对半导体激光器7的输出功率进行直接调节。
在半导体激光器7工作时,其输出功率会随温度发生很大的变化,其原因主要是由于半导体激光器7的外微分量子效率和阈值电流随温度发生变化。外微分良子效率是用于表示激光器件把注入的电子——空穴对(注入电荷)转换成从器件发射的光子(输出)效率的参量,一般其值会随温度的升高而下降。但外微分量子效率随温度的变化不是很敏感。因此在半导体激光器7的工作温度变化时,即使向激光器注入恒定的电流,由于阈值电流随着温度变化而变化,所以半导体激光器7的输出功率也会发生相应变化。
因此,为了保证半导体激光器7的输出功率稳定,除了保证输入电流稳定以外,还需要保证温度稳定,对此,现有技术中采用了对半导体激光器7增加恒温装置,例如增加制冷控制装置等,但这会导致产品的成本急剧上升。
请参照图1,本发明实施例提供了一种半导体激光器功率控制系统,能够用于半导体激光治疗仪,该半导体激光器功率控制系统包括控制器1、第一采集单元3和第二采集单元5,第一采集单元3用于采集半导体激光器7的运行电流,并将运行电流发送至控制器1,第二采集单元5用于采集半导体激光器7的运行参数,并将运行参数发送至控制器1。
请参考图2,控制器1可以包括存储器10、处理器20和半导体激光器功率控制装置100。存储器10和处理器20之间直接或间接的电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,存储器10和处理器20之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器10用于存储计算机程序,处理器20用于执行存储器10中存储的可执行的计算机程序,例如,半导体激光器功率控制装置100所包括的软件功能模块及计算器程序等,以实现半导体激光器7功率控制方法;即处理器20用于读/写存储器10中存储的数据或程序,并执行相应地功能,以实现半导体激光器7功率控制方法。
其中,存储器10用于存储程序或者数据。存储器10可以是,但不限于,随机存取存储器10(Random Access Memory,RAM),只读存储器10(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器10(Programmable Read-Only Memory,PROM),可擦除只读存储器10(ErasableProgrammable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器10(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory,EEPROM)等。
处理器20可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器20可以是通用处理器20,包括中央处理器20(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器20(Network Processor,NP)、片上系统(System on Chip,SoC)等;还可以是数字信号处理器20(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器20可以是微处理器20或者该处理器20也可以是任何常规的处理器20等,具体可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。
应当理解的是,图1仅为示意图,半导体激光器功率控制系统还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本发明实施例还提供了一种半导体激光器7功率控制方法,可应用于上述的半导体激光器功率控制系统。图3是根据本发明实施例半导体激光器7功率控制方法的流程图,其中,需要说明的是,在图3的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。下面对图3所示的具体流程进行详细阐述。
本发明实施例的半导体激光器7功率控制方法包括如下步骤:
步骤S100,获取半导体激光器7的运行电流和运行参数;
步骤S200,根据运行电流计算半导体激光器7的实际功率;
步骤S300,根据运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流;
步骤S400,在实际功率与预设功率之差的绝对值大于第一预设阈值时,将运行电流调至预设电流,直至实际功率与预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,其中,预设电流为运行电流和补偿电流之和,第一预设阈值大于第二预设阈值。
由此,通过获取到的半导体激光器7的运行电流和运行参数,由运行电流能够计算出半导体激光器7的实际功率,由运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流,若是实际功率与预设功率之差的绝对值小于第一预设阈值,则将补偿电流叠加至运行电流,使得半导体激光器7按照当前运行电流与补偿电流之和的预设电流运行,直至半导体激光器7的实际功率与预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,从而使得半导体激光器7在运行温度变化时,通过软件的自动补偿控制功能对半导体激光器7的实际注入电流进行调节,进而保证半导体激光器7的输出功率的稳定性,不再需要再增设单独的恒温装置,降低了成本。
进一步的,在步骤S100中,获取来自第一采集单元3传输而来的运行电流和运行参数,第一采集单元3可以是ADC采样、AD采样,具体形式不做具体限定,只要能够采集到一定时间内的模拟电流信号即可,通过例如12Bit高精度模数转换器将模拟电流信号转换为数字信号形式的运行电流。
运行参数包括运行温度,由此在执行步骤S200时,可以根据运行温度和卡尔曼滤波算法得到补偿电流,即步骤S100具体可以为,获取半导体激光器7的运行电流和运行温度。因此第二采集单元5包括温度采样器,通过例如12Bit高精度模数转换器将模拟温度信号转换为数字信号形式的运行温度数据。其中,温度采样元件50可以是温度传感器,采用的是负温度系热敏电阻,简称NTC,随着温度的上升其电阻呈指数关系减小,串接固定电阻后通过例如12Bit高精度模数转换器完成运行温度数据的采集。
另外,为了得到更为精确的补偿电流,因此运行参数除运行温度外还包括运行光强,即运行参数包括运行温度和运行光强,即步骤S100具体可以为,获取半导体激光器7的运行电流、运行温度和运行光强。之所以需要运行光强的数据,是因为当半导体激光器7的输出功率变化时,其光强也会产生相应的变化,两者呈正相关。因此第二采集单元5还包括光强采样元件52,该光强采样元件52可以是光敏二极管,简称PD,放置在激光器光路附近,它的电流会随着光的强度增加而增加,使用电阻器将电流转换成电压后输入到12Bit高精度模数转换器从而完成运行光强数据的采集。
请参考图4,在步骤S200中,其具体包括:
步骤S220,对运行电流进行FFT变换,取出直流分量。
具体来说,经过第一采集单元3采集的运行电流数据为时域信号,因此对该运行电流进行FFT变换得到频域信号,再取出直流分量,。
步骤S230,根据直流分量计算实际功率。
在本实施例中,在对运行电流进行FFT变换,取出直流分量的步骤之前,半导体激光器7功率控制方法还包括:
步骤S210,若运行电流的脉冲频率小于第三预设阈值,则对运行电流进行倍频处理。
进一步的,为了降低能耗,第一采集单元3对运行电流数据的采集是每隔一定时间进行的,若是半导体激光器7在低频状态运行,例如100HZ,即第三预设阈值为100Hz。采样后由于脉冲电流的高低电平不均会导致取出的直流分量数据失真,进而导致计算出的实际功率与半导体激光器7的真实输出功率存在误差,因此运行电流进行倍频处理正是为了消除这种误差。
具体来说,步骤S210包括如下步骤:
识别运行电流的信号沿,得到运行电流的脉冲周期,其中,信号沿包括上升沿和下降沿;
根据脉冲周期内的信号大小将脉冲周期分隔为多个周期并进行信号重组。由此能够得到倍频后的运行电流。此时,在步骤S220中,即为对倍频后的运行电流进行FFT变化,取出直流分量。其中,在对多个周期进行重组之前,还需要根据脉冲特征去除头尾不规整的信号,以进一步保证计算出的实际功率为半导体激光器7的真实输出功率。
在步骤S300中,对于运行参数包括运行温度和运行光强的实施例,步骤S200具体为,根据运行温度、运行光强和卡尔曼滤波算法得到补偿电流。具体的,首先需要将运行温度和运行光强统一为对输出功率的关系,其中,半导体激光器7的运行温度和输出功率满足条件:ΔP=KtΔT+Bt。光强采样元件52的PD电压和半导体激光器7的输出功率满足条件:P=KPDVPD+BPD。再利用卡尔曼滤波算法对PD电压数据和运行温度数据进行数据融合,融合后的补偿功率数据换算后即可得到补偿电流。对应于温度采集元件和光强采集元件的总数i,处理器20同时利用i个进程利用卡尔曼滤波算法进行滤波计算,计算模型如下:
Xi(k+1)=F(k)Xi(k)+G(k)W(k)
Zi(k)=Hi(k)Xi(k)+Vi(k)
其中,Xi(k)为系统的状态变量,F(k)为状态转移矩阵,G(k)为系统噪声矩阵,W(k)为零均值白噪声序列,Zi(k)为第i个传感器的观测量,Hi(k)为第i个传感器的观测矩阵,Vi(k)为独立于W(k)零均值白噪声序列,X(k)的数据即为输出结果,最终将输出结果换算为补偿电流。
对应于运行参数为运行温度的实施例,步骤S200具体为,根据运行温度和卡尔曼滤波算法得到补偿电流,根据温度得到补偿电流的方式如上述,再次不再阐述。
另外,需要说明的是,步骤S200和步骤S300执行顺序在本实施例中不做具体限定,例如可以是先执行步骤S200,再执行步骤S300;也可以是先执行步骤S300,再执行步骤S200;还可以是同时执行步骤S200和步骤S300。
在步骤S400中,在实际功率与预设功率之差的绝对值大于第一预设阈值时,将运行电流调至预设电流,直至实际功率与预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,其中,预设电流为运行电流和补偿电流之和,第一预设阈值大于第二预设阈值。
由于半导体激光器7在正常工作时,其输出功率和注入的电流是严格线性的关系,因此由于温度变化引起的输出功率变化时,可以直接通过调节注入电流大小即可,从而使得半导体激光器7在合适的运行电流下运行。因此,若需要半导体激光器7在需要的功率下稳定运行,针对温度变化就需要相适应地调节注入电流。在本实施例中,若是半导体激光器7的温度逐渐升高,则通过第一采集单元3采集到的运行电流数据计算出的实际功率与预设功率之间的差值的绝对值就会逐渐增大,当该差值大于第一预设阈值时,就需要进行电流补偿,使得半导体激光器7在当前运行电流与补偿电流之和的预设电流下运行,以使半导体激光器7的实际功率与预设功率的差值小于第二预设阈值,从而使得半导体激光器7的实际输出稳定在预设功率附近,保证其输出功率的稳定性。其中,第一预设阈值以及第二预设阈值是根据需求的稳定性而设定的,具体不做限定,例如第一预设阈值与预设功率的比值范围可以在1%~10%,相应第二预设阈值与预设功率的比值范围可以在0.1%~9.9%。
而对于具体如何补偿计算可以利用PID控制算法实现,PID控制算法是本领域公知的算法程序,将实际功率与预设功率相比较会产生控制误差,然后将该误差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,以对被控对象进行控制。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤,下面给出一种半导体激光器功率控制装置100的实现方式。进一步地,请参阅图5,图5为本发明实施例提供的一种半导体激光器功率控制装置100的功能模块图。需要说明的是,本实施例所提供的半导体激光器功率控制装置100,可应用于上述的半导体激光器功率控制系统,其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同,为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考上述的实施例中相应内容。该半导体激光器功率控制装置100包括获取模块110、计算模块120、滤波模块130和补偿模块140。
获取模块110用于获取半导体激光器7的运行电流和运行参数。
在本实施例中,获取模块110能够用于执行图3所示的步骤S100,关于获取模块110的具体描述可以参照上述对步骤S100的描述。
计算模块120用于根据运行电流计算半导体激光器7的实际功率。
在本实施例中,计算模块120能够用于执行图3所示的步骤S200,关于获取模块110的具体描述可以参照上述对步骤S200的描述。
滤波模块130用于根据运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流。
在本实施例中,滤波模块130能够用于执行图3所示的步骤S300,关于获取模块110的具体描述可以参照上述对步骤S300的描述。
补偿模块140用于在实际功率与预设功率之差的绝对值大于第一预设阈值时,将运行电流调至预设电流,直至实际功率与预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,其中,预设电流为运行电流和补偿电流之和,第一预设阈值大于第二预设阈值。
在本实施例中,补偿模块140能够用于执行图3所示的步骤S400,关于获取模块110的具体描述可以参照上述对步骤S400的描述。
请参考图6,在本实施例中,计算模块120包括变换子模块122和功率计算子模块123。
变换子模块122用于对运行电流进行FFT变换,取出直流分量。在本实施例中,变换子模块122能够用于执行图2所示的步骤S220,关于变换子模块122的具体描述可以参照上述对步骤S220的描述。
功率计算子模块123用于根据直流分量计算实际功率。在本实施例中,变换子模块122能够用于执行图2所示的步骤S230,关于功率计算子模块123的具体描述可以参照上述对步骤S230的描述。
请继续参考图6,在本实施例中,计算模块120还包括倍频子模块121,倍频子模块121用于在对运行电流进行FFT变换,取出直流分量的步骤之前,若运行电流的脉冲频率小于第三预设阈值,则对运行电流进行倍频处理。在本实施例中,倍频子模块121用于执行图2所示的步骤S210,关于倍频子模块121的具体描述可以参照上述对步骤S210的描述。
可选地,上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于图2所示的存储器10中,并可由图2中的处理器20执行。同时,执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器10中。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,当该计算机程序被处理器20调用和执行时,计算机可执行指令促使处理器20实现上述实施例的半导体激光器7功率控制方法,在此不再赘述。
综上,本发明实施例的半导体激光器7功率控制方法、装置、系统和可读存储介质,通过获取到的半导体激光器7的运行电流和运行参数,由运行电流能够计算出半导体激光器7的实际功率,由运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流,若是实际功率与预设功率之差的绝对值小于第一预设阈值,则将补偿电流叠加至运行电流,使得半导体激光器7按照当前运行电流与补偿电流之和的预设电流运行,直至半导体激光器7的实际功率与预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,从而使得半导体激光器7在运行温度变化时,通过软件的自动补偿控制功能对半导体激光器7的实际注入电流进行调节,进而保证半导体激光器7的输出功率的稳定性,不再需要再增设单独的恒温装置,降低了成本。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
功能如果以软件功能模块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10(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器10(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体激光器功率控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取所述半导体激光器的运行电流和运行参数;
根据所述运行电流计算所述半导体激光器的实际功率;
根据所述运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流;
在所述实际功率与预设功率之差的绝对值大于第一预设阈值时,将所述运行电流调至预设电流,直至所述实际功率与所述预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,其中,所述预设电流为所述运行电流和所述补偿电流之和,所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器功率控制方法,其特征在于,
所述运行参数包括运行温度;或,
所述运行参数包括运行温度和运行光强。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器功率控制方法,其特征在于,所述根据所述运行电流计算所述半导体激光器的实际功率的步骤包括:
对所述运行电流进行FFT变换,取出直流分量;
根据所述直流分量计算所述实际功率。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器功率控制方法,其特征在于,在所述对所述运行电流进行FFT变换,取出直流分量的步骤之前,所述方法还包括:
若所述运行电流的脉冲频率小于第三预设阈值,则对所述运行电流进行倍频处理。
5.根据权利要求4所述的半导体激光器功率控制方法,其特征在于,对所述运行电流进行倍频处理具体包括:
识别所述运行电流的信号沿,得到所述运行电流的脉冲周期,其中,所述信号沿包括上升沿和下降沿;
根据所述脉冲周期内的信号大小将所述脉冲周期分隔为多个周期并进行信号重组。
6.一种半导体激光器功率控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取所述半导体激光器的运行电流和运行参数;
计算模块,用于根据所述运行电流计算所述半导体激光器的实际功率;
滤波模块,用于根据所述运行参数和卡尔曼滤波算法得到补偿电流;
补偿模块,用于在所述实际功率与预设功率之差的绝对值大于第一预设阈值时,将所述运行电流调至预设电流,直至所述实际功率与所述预设功率之差的绝对值小于第二预设阈值,其中,所述预设电流为所述运行电流和所述补偿电流之和,所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。
7.根据权利要求6所述的半导体激光器功率控制装置,其特征在于,所述运行参数包括运行温度;或,
所述运行参数包括运行温度和运行光强。
8.根据权利要求6所述的半导体激光器功率控制装置,其特征在于,所述计算模块包括:
变换子模块,用于对所述运行电流进行FFT变换,取出直流分量;
功率计算子模块,用于根据所述直流分量计算所述实际功率。
9.一种半导体激光器功率控制系统,其特征在于,包括控制器以及与所述控制器电连接的第一采集单元和第二采集单元,所述第一采集单元用于采集所述半导体激光器的运行电流,并将所述运行电流发送至所述控制器,所述第二采集单元用于采集所述半导体激光器的运行参数,并将所述运行参数发送至所述控制器,所述控制器用于实现权利要求1-5任一项所述的半导体激光器功率控制方法。
10.一种可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,当所述计算机程序被执行时,实现权利要求1-5任一项所述的半导体激光器功率控制方法。
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