CN113959567A - 波长标定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种波长标定方法包括：依次接收待标定激光发生器在各个不同的控制电流下发射的各个待标定激光；初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流‑波长表；根据所述第一电流‑波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间；再次标定所述第一波长范围区间的激光波长，生成第二电流‑波长表；整合所述第一电流‑波长表和第二电流‑波长表，生成电流‑波长查询表；输出所述电流‑波长查询表。本发明在保证标定波长的精准度的同时提高了波长标定的速度。
Description
技术领域
本发明涉及波长标定领域，具体涉及一种波长标定方法及装置。
背景技术
SG-DBR激光发生器是通过控制多个光栅区的电极电流，通过不同的电极电流组合，可以精确的实现SG-DBR激光器制定波长的光的输出。现有的对SG-DBR激光发生器的波长进行标定主要有两种方法，一种方法为对通过逐一对SG-DBR激光发生器的电极电流进行扫描，例如，为满足全波段实现10pm级波长的精确波长标定，需扫描超过数万个点，准确率高但是速度慢，另外一种方法是用光谱仪对波长进行标定，但是这种波长标定方法，虽然速度快，但是准确率低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种波长标定方法和装置，用于解决在波长标定中，标定速度和标定准确率不能兼顾的问题。
本发明实施例是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种波长标定方法，所述方法包括：
依次接收待标定激光发生器在各个不同的控制电流下发射的各个待标定激光；
初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流-波长表；
根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间；
再次标定所述第一波长范围区间的激光波长，生成第二电流-波长表；
整合所述第一电流-波长表和第二电流-波长表，生成电流-波长查询表；
输出所述电流-波长查询表。
进一步地，所述根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间包括：
对所述第一电流-波长表进行拟合，获取具有线性关系的拟合区间；
所述具有线性关系的拟合区间即为所述第一波长范围区间。
进一步地，在进行所述初步标定之前，所述方法还包括：
获取并判断所述待标定激光的光功率是否发生变化；
当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，以进行所述初步标定；
和/或在进行所述再次标定之后，还包括：
获取并判断在所述初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率是否发生变化；
当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定。
进一步地，在进行所述再次标定之前，还包括：
获取特征光谱图，所述特征光谱图在初步标定所述待标定激光的波长时生成；
将所述特征光谱图与预先存储的标准特征光图谱进行差值计算；
当所述差值超过预设阈值时，则进行所述再次标定。
本发明还提供一种波长标定装置，包括：
激光接收模块：用于依次接收待标定激光发生器在各个不同的控制电流下发射的待标定激光；
初步波长标定模块：用于初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流-波长表；
第一算法计算模块：用于根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间；
精细波长标定模块：用于再次标定所述第一波长范围区间的激光波长，生成第二电流-波长表；
第二算法计算模块：用于整合所述第一电流-波长表和第二电流-波长表，生成电流-波长查询表；
显示控制模块：用于输出所述电流-波长查询表。
进一步地，所述第一算法计算模块包括：
拟合计算模块：用于对所述第一电流-波长表进行拟合，获取具有线性关系的拟合区间。
进一步地，所述波长标定装置还包括：
光功率获取模块：用于获取并判断所述待标定激光的光功率是否发生变化；
光功率调节模块：用于当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定；
和/或在进行所述再次标定之后，还用于：
获取并判断在所述初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率是否发生变化；
当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定。
进一步地，所述波长标定装置还包括：
特征光谱图获取模块：用于获取特征光谱图，所述特征光谱图在初步标定所述各个待标定激光的波长时生成；
差值计算模块：用于将所述特征光谱图与预先存储的标准特征光图谱进行差值计算；
差值判断模块：用于当所述差值不超过预设阈值时，则进行所述再次标定。
进一步地，所述初步波长标定模块还包括CMOS微型光谱仪。
进一步地，所述精细波长标定模块还包括波长计。
本发明通过先对待标定SG-DBR激光器的波长进行初步标定，再对初步标定不准确的区间进行再次标定，使运算速度较慢的精细波长标定模块只参与少部分的精细波长处理任务，在保证标定波长的精准度的同时提高标定的速度，可减少标定的时间成本。
附图说明
图1为本发明实施例一之波长标定方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例获取第一波长范围区间的方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例进行所述初步标定之前控制不同波长的输出光的功率大小保持一致的方法的步骤流程图；
图4为本发明实施例进行所述再次标定之后控制不同波长的输出光的功率大小保持一致的方法的步骤流程图；
图5为本发明实施例对是否对所述待标定激光发生器继续进行再次标定的判断方法的步骤流程图；
图6为本发明实施例二之波长标定装置的程序模块示意图。
具体实施方式
本发明在于提供一种波长标定方法及装置，用于解决在波长标定中，标定速度和标定准确率不能兼顾的问题。
如图1所示，一种波长标定方法，所述方法包括：
S100：依次接收待标定激光发生器在各个不同的控制电流下发射的各个待标定激光。
具体的，所述待标定激光发生器可以为SG-DBR激光发生器。SG-DBR激光发生器发射激光的原理为：SG-DBR激光器包括增益区、相位区、前后光栅区4个区域，4个区域之间是电隔离的。SG-DBR激光器输出波长由增益区、前后光栅区的反射谱和相位区共同决定。改变SG-DBR激光器的增益区、前后光栅区或相位区注入的控制电流，将引起各区半导体材料的自由载流子浓度发生变化，从而改变各区材料的有效折射率，实现对SG-DBR激光器输出波长的控制，通过调节各个不同的控制电流，使SG-DBR激光器发射波长不同的待标定激光。
在一实施方式中，将待标定SG-DBR激光器接入激光器接入板，其中激光器接入板的一端为待标定SG-DBR激光器模块提供标准接入接口，方便待标定SG-DBR激光器的接入，另外一端连接一光分路器，例如具体可以是一分三光分路器，其中光分路器包括光输入单元和光输出单元，其中光输入单元与激光器接入板通过光纤连接，光输出单元通过光纤分别连接初步波长标定模块、精细波长标定模块和功率获取模块，待标定SG-DBR激光器发射的激光依次进入光输入单元，再经过光输出单元分别均匀地进入初步波长标定模块、精细波长标定模块和功率获取模块中。
S200：初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流-波长表。
具体的，调用初步波长标定模块，通过初步波长标定模块中的CMOS微型光谱仪，初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流-波长表。
具体的，待标定SG-DBR激光器包括增益区、相位区、前后光栅区4个区域，4个区域之间是电隔离的，因此，待标定SG-DBR激光器的电流包括增益区对应的增益区电流，相位区对应的相位区电流，前光栅区对应的前光栅区电流及后光栅区对应的后光栅区电流。在标定过程中，获取特征光谱图的峰值波长和边模抑制比，并和电源参数一起被记录在一个文本格式的数据文件中，其中电源参数指的是第一电流，其中第一电流为增益区电流、相位区电流、前光栅区电流和后光栅区电流的电流组合，因此，所述第一电流-波长表为电流组合与峰值波长的对照表。
在一实施方式中，所述波长标定方法还包括：对波长进行筛选，以使波长与电流具有单值关系，即使一个电流组合只对应一个波长。具体为：
首先，删除边模抑制比小于30dB的点，然后按波长大小进行排序，若出现输出波长相同的情况，仅保留输出光边模抑制比最大的点，这样可以筛选出单模特性好、模式稳定性高的数据，且满足待标定SG-DBR激光器输出波长与电流组合的单值关系。
S300：根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间。
具体的，所述初步波长标定模块只是对发射出的激光波长进行初步标定，由于初步波长标定模块中的CMOS微型光谱仪精度较低，初步标定的结果不够准确，因此需要重新标定不够准确的波长区间，即第一波长区间，对第一波长区间的波长进行再次精确标定。
如图2所示，所述获取第一波长范围区间的方法进一步包括：
S301：对所述第一电流-波长表进行拟合，获取具有线性关系的拟合区间；
S302：所述具有线性关系的拟合区间即为所述第一波长范围区间。
具体的，所述拟合是指将平面上一系列的点，用一条光滑的曲线连接起来。基于SG-DBR激光器特殊的结构，其控制电流大小和波长应该呈现出非线性关系，故具有线性关系的电流大小和波长所在的区间为标定不够准确的区间，因此，选定具有线性关系的电流大小和波长区间作为第一波长范围区间。
在一实施方式中，所述对所述第一电流-波长表进行拟合是指以电流为横坐标，以波长为纵坐标，获取电流和波长的拟合曲线，其中，电流可以是对待标定SG-DBR激光器的波长起主要控制作用的相位区电流。在另一实施方式中，电流可以是待标定SG-DBR激光器相位区电流、前光栅区电流和后光栅区电流的电流之和。
S400：再次标定所述第一波长范围区间内的激光波长，得到第二电流-波长表。
具体的，调用精细波长标定模块，通过精细波长标定模块中的波长计，标定所述第一波长范围区间内的激光波长，在标定过程中获取第一波长范围区间内特征光谱图的峰值波长，并将第一波长范围区间内的峰值波长和电源参数一起被记录在一个文本格式的数据文件中，生成第二电流-波长表。其中电源参数指的是第二电流，其中第二电流为第一波长范围区间内增益区电流、相位区电流、前光栅区电流和后光栅区电流的电流组合，第二电流-波长表是指第一波长范围区间内电流组合与峰值波长的对照表。
S500：整合所述第一电流-波长表和第二电流-波长表，生成电流-波长查询表。
具体的，整合所述第一电流-波长表和第二电流-波长表，将第二电流-波长表标定的第一波长范围区间的电流组合和波长的数值整合到第一电流-波长表中，生成电流-波长查询表。
S600：输出所述电流-波长查询表。
在本实施方式中，所述电流组合和波长的对应关系以表格的形式输出，通过载入电流-波长查询表，根据电流-波长查询表为待标定SG-DBR激光器的4个区域分别注入电流，使待标定SG-DBR激光器输出期望的波长。
在一实施方式中，如图3所示，在进行所述初步标定之前，还包括：
S111：获取并判断所述待标定激光的光功率是否发生变化；
S112：当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，以进行所述初步标定。
具体的，通过改变输入到待标定SG-DBR激光器的电流值，能够直接影响SG-DBR激光器的输出波长以及光功率。SG-DBR激光器的增益区电流影响激光器输出光的光功率，因此，调节待标定SG-DBR激光器的增益区电流，使待标定激光的光功率保持不变，达到整个波长输出范围内功率平坦，以进行所述初步标定。使待标定激光的光功率保持不变可以理解为待标定激光的光功率与预先获取到的光功率值保持不变。
在另一实施方式中，如图4所示，在进行所述再次标定之后，还包括：
S131：获取并判断在所述初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率是否发生变化；
S132：当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定。
在另外的实施例中，在再次标定后，获取初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率，判断初步标定或所述再次标定过程中待标定激光的光功率是否发生变化，当所述待标定激光的光功率发生变化时，调节待标定SG-DBR激光器的增益区电流，使输出光的光功率保持不变，达到整个波长输出范围内功率平坦，再次进行初步标定。
在另一实施方式中，结合图3和图4，在初步标定之前，对光功率进行获取并判断光功率是否发生变化，同时在再次标定以后，再次获取初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率，判断初步标定或再次标定过程中待标定SG-DBR激光器的光功率是否发生变化，当所述待标定激光的光功率发生变化时，调节待标定SG-DBR激光器的增益区电流，使输出光的光功率保持不变，达到整个波长输出范围内功率平坦，再次进行初步标定。以保证整个标定过程中待标定激光的光功率都保持稳定。
在一实施方式中，如图5所示，在进行所述再次标定之前，还包括：
S121：获取特征光谱图，所述特征光谱图在初步标定所述各个待标定激光的波长时生成；
其中，特征光谱图是以SG-DBR激光器发射的激光中的光的波长为横轴，以光的波长对应的光的能量大小为纵轴绘制而成的曲线。
S122：将所述特征光谱图与预先存储的标准特征光图谱进行差值计算；
在一实施方式中，通过将特征光谱图与预先存储的标准特征光谱图进行计算，例如，所述差值为计算特征光谱图中相同波长测量差值。
S123：当所述差值不超过预设阈值时，则进行所述再次标定。
在一实施方式中，当波长差值不超过预设波长差值时，则判定所述待标定SG-DBR激光器的性能为优，继续进行下一步的再次精确波长标定，当波长差值超过预设波长差值时，则判定所述待标定SG-DBR激光器的性能为劣，终止波长标定的步骤。
本发明实施例通过对SG-DBR激光器的波长进行初步标定，再选择初步标定不准确的区间进行精确标定，使运算速度较慢的精细波长标定模块只参与少部分的精细波长处理任务，在保证标定波长的精准度的同时提高波长标定的速度，可减少标定的时间成本。
实施例二
请继续参阅图6，示出了本发明波长标定装置的程序模块示意图。在本实施例中，波长标定装置20可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述波长标定方法。本发明实施例所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述波长标定装置20在存储介质中的执行过程。以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能：
激光接收模块200：用于依次接收待标定激光发生器在各个不同的控制电流下发射的各个待标定激光；
初步波长标定模块202：用于初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流-波长表；
第一算法计算模块204：用于根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间。
所述第一算法计算模块204还包括：
拟合计算模块：用于对所述第一电流-波长表进行拟合，获取具有线性关系的拟合区间。
精细波长标定模块206：用于再次标定所述第一波长范围区间的激光波长，生成第二电流-波长表；
第二算法计算模块208：用于整合所述第一电流-波长表和第二电流-波长表，生成电流-波长查询表；
显示控制模块210：用于输出所述电流-波长查询表。
所述波长标定装置20还包括：
光功率获取模块：用于获取并判断所述待标定激光的光功率是否发生变化；
光功率调节模块：用于当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定；
和/或在进行所述再次标定之后，还包括：
获取并判断在所述初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率是否发生变化；
当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定。
所述波长标定装置20还包括：
特征光谱图获取模块：用于获取特征光谱图，所述特征光谱图在初步标定所述各个待标定激光的波长时生成；
差值计算模块：用于将所述特征光谱图与预先存储的标准特征光图谱进行差值计算；
差值判断模块：用于当所述差值不超过预设阈值时，则进行所述再次标定。
所述初步波长标定模块还包括CMOS微型光谱仪。
所述精细波长标定模块还包括波长计。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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)
1.一种波长标定方法，其特征在于，所述方法包括：
依次接收待标定激光发生器在各个不同的控制电流下发射的各个待标定激光；
初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流-波长表；
根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间；
再次标定所述第一波长范围区间的激光波长，生成第二电流-波长表；
整合所述第一电流-波长表和所述第二电流-波长表，生成电流-波长查询表；
输出所述电流-波长查询表。
2.根据权利要求1所述的波长标定方法，其特征在于，所述根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定的波长区间包括：
对所述第一电流-波长表进行拟合，获取具有线性关系的拟合区间；
所述具有线性关系的拟合区间即为所述第一波长范围区间。
3.根据权利要求1所述的波长标定方法，其特征在于，在进行所述初步标定之前还包括：
获取并判断所述待标定激光的光功率是否发生变化；
当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定；
和/或在进行所述再次标定之后，还包括：
获取并判断在所述初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率是否发生变化；
当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定。
4.根据权利要求1所述的波长标定方法，其特征在于，在进行所述再次标定之前，还包括：
获取特征光谱图，所述特征光谱图在初步标定所述各个待标定激光的波长时生成；
将所述特征光谱图与预先存储的标准特征光图谱进行差值计算；
当所述差值不超过预设阈值时，则进行所述再次标定。
5.一种波长标定装置，其特征在于，包括：
激光接收模块：用于依次接收待标定激光发生器在各个不同的控制电流下发射的各个待标定激光；
初步波长标定模块：用于初步标定所述各个待标定激光的波长，生成第一电流-波长表；
第一算法计算模块：用于根据所述第一电流-波长表，获取第一波长范围区间，所述第一波长范围区间为需要再次标定初步波长标定不准确的波长区间；
精细波长标定模块：用于再次标定所述第一波长范围区间的激光波长，生成第二电流-波长表；
第二算法计算模块：用于整合所述第一电流-波长表和第二电流-波长表，生成电流-波长查询表；
显示控制模块：用于输出所述电流-波长查询表。
6.根据权利要求5所述的波长标定装置，其特征在于，所述第一算法计算模块包括：
拟合计算模块：用于对所述第一电流-波长表进行拟合，获取具有线性关系的拟合区间。
7.根据权利要求5所述的波长标定装置，其特征在于，所述波长标定装置还包括：
光功率获取模块：用于获取并判断所述待标定激光的光功率是否发生变化；
光功率调节模块：用于在进行所述初步标定之前，当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定；
和/或在进行所述再次标定之后，还包括：
获取并判断在所述初步标定或所述再次标定过程中所述待标定激光的光功率是否发生变化；
当所述待标定激光的光功率发生变化时，则调节所述待标定激光器的输入电流，使所述待标定激光的光功率保持不变，然后进行所述初步标定。
8.根据权利要求5所述的波长标定装置，其特征在于，所述波长标定装置还包括：
特征光谱图获取模块：用于获取特征光谱图，所述特征光谱图在初步标定所述各个待标定激光的波长时生成；
差值计算模块：用于将所述特征光谱图与预先存储的标准特征光图谱进行差值计算；
差值判断模块：用于当所述差值不超过预设阈值时，则进行所述再次标定。
9.根据权利要求5所述的波长标定装置，其特征在于，所述初步波长标定模块还包括CMOS微型光谱仪。
10.根据权利要求5所述的波长标定装置，其特征在于，所述精细波长标定模块还包括波长计。
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2019
- 2019-12-09 CN CN201911249973.8A patent/CN113959567A/zh active Pending
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