CN113964646B - 可调谐激光器的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调谐激光器的控制方法，该可调谐激光器包括第一光栅、第二光栅和存储装置，第一光栅包括多个不同的光栅段，该方法包括：根据接收到的待输出的激光的波长值，从预存于存储装置中多个控制电流值组的数据组合中获取对应的控制电流值组；根据获取到的控制电流值组，分别向第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使第一光栅和第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰；将第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的波长值放大后输出，以得到输出的激光的波长值。本发明公开了可调谐激光器的控制装置。本发明的波长输出精度较高。

Description

可调谐激光器的控制方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及激光器技术领域，具体的涉及一种可调谐激光器的控制方法及系统。

背景技术

随着科技的发展，可调谐激光器广泛应用于光纤通讯和光纤传感器等系统。可调谐激光器从调谐原理上共有三种控制技术：电流控制技术、温度控制技术和机械控制技术等类型。传统的单片集成波长可调谐芯片包括DFG激光阵列和DBR式可调谐激光器。DFB激光器阵列是利用多个不同调谐波段的DFB激光器组成形成大范围的光谱输出。DBR式可调谐激光通过控制同一激光芯片上的多个光栅节的控制电流，实现可调谐激光器波长的输出。

但是，现有的可调谐激光器容易发生波长漂移，从而造成波长输出的精度低的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种可调谐激光器的控制方法及装置，用于解决现有的可调谐激光器波长输出精度低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下的技术方案：

一种可调谐激光器的控制方法，其中，所述可调谐激光器包括第一光栅、第二光栅和存储装置，所述第一光栅包括多个不同的光栅段，所述方法包括：

根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值；

根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰；

将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的光功率放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值。

进一步地，根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流包括：

通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

进一步地，根据获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流包括：

通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流；或

所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端；

对应的，根据获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流包括：

导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

进一步地，所述方法还包括：

将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；

将所述第一激光线性过滤得到第三激光；

分别测量所述第三激光和所述第二激光的功率值得到对应的第一功率和第二功率；

当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；

根据修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光。

进一步地，所述方法还包括：

将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。

进一步地，所述修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合为修改所述数据组合中的相位控制电流值。

进一步地，所述方法还包括：

设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时启动加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

本发明实施例还提供了一种可调谐激光器的控制装置，所述可调谐激光器包括第一光栅、第二光栅和存储装置，所述第一光栅包括多个不同的光栅段，所述可调谐激光器的控制装置还包括：

获取模块，用于根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值；

电流驱动模块，用于根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰；

控制器，用于将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的光功率放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值。

进一步地，所述电流驱动模块包括第一驱动电路；

所述第一驱动电路，用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

进一步地，所述第一驱动电路，还用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流；或

所述电流驱动模块还包括第一光栅中的各个光栅段的控制电路，所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端；

所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路，用于导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

进一步地，所述可调谐激光器的控制装置还包括：

分路器，用于将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；

线性滤波器，用于将所述第一激光线性过滤得到第三激光；

波长校正电路，用于当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；

所述控制器，还用于根据修改后的相位控制电流值或修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光。

进一步地，所述可调谐激光器的控制装置还包括：

编译模块，用于将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。

进一步地，所述可调谐激光器的控制装置还包括温度控制电路，所述温度控制电路包括：

对比电阻，用于设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

热敏电阻，用于检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

差分电路，连接热敏电阻和对比电阻；以及

半导体制冷器驱动器，用于当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时控制半导体制冷器驱动器加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

本发明实施例还提供了一种可调谐激光器，包括：

第一光栅，所述第一光栅包括多个不同的光栅段；

第二光栅；

存储装置；

获取模块，用于根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值；

电流驱动模块，用于根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰；

控制器，用于将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的光功率放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值。

进一步地，所述电流驱动模块包括第一驱动电路；

所述第一驱动电路，用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

进一步地，所述第一驱动电路，还用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流；或

所述电流驱动模块还包括第一光栅中的各个光栅段的控制电路，所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端；

所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路，用于导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

进一步地，还包括：分路器，用于将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；

线性滤波器，用于将所述第一激光线性过滤得到第三激光；

波长校正电路，用于当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；

所述控制器，还用于根据修改后的相位控制电流值或修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光；

编译模块，用于将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。

进一步地，还包括：温度控制电路，所述温度控制电路包括：

对比电阻，用于设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

热敏电阻，用于检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

差分电路，连接热敏电阻和对比电阻；以及

半导体制冷器驱动器，用于当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时控制半导体制冷器驱动器加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

本发明实施例所达到的有益效果是：通过根据接收到的待输出的激光的波长值，从存储装置中获取相应的控制电流值组，并向对应的控制电路中注入对应的控制电流，以输出对应的激光的波长值，精度较高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例一的可调谐激光器的控制方法的步骤流程图；

图2是本发明实施例一的波长校正的步骤流程图；

图3是本发明实施例一的温度控制的步骤流程图；

图4是本发明实施例二的可调谐激光器的控制装置的模块结构示意图；

图5是本发明实施例二的可调谐激光器的控制装置的整体结构的控制示意图；

图6是本发明实施例二的第一光栅中的各个光栅段的控制电路示意图；

图7是本发明实施例二的波长校正原理示意图；

图8是本发明实施例二的温度控制原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本发明实施例提供一种可调谐激光器的控制方法，其中，可调谐激光器包括第一光栅、第二光栅和存储装置，所述第一光栅包括多个不同的光栅段。

具体的，该可调谐激光器为DS-DBR可调谐激光器(单片集成数字超模可调谐激光器)。

如图1所示，本发明实施例提供一种可调谐激光器的控制方法可以包括步骤S100～S102，具体如下：

步骤S100，根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值。

具体的，存储装置为Flash存储芯片，其中，在该Flash存储芯片中预先存储了200个不同的波长值对应的控制电流值组的数据组合。该Flash存储芯片具有在线读功能，即可以理解为，可以根据接收到的待输出的激光的波长值，从该Flash存储芯片中在线获取对应的控制电流值组的数据组合。

步骤S101，根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰。

在示例性的实施例中，通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

进一步的，可以根据获取到的控制电流值组同时配置第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路分别对应的控制电流，并将对应的控制电流注入对应的控制电路中。

示例性的，第二光栅为位于可调谐激光器的后光栅反射区中的后光栅。

在示例性的实施例中，所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端。可以导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

示例性的，第一光栅中的各个光栅段为位于前光栅反射区的各个短光栅段。前光栅反射区包含8段短光栅。

具体的，与各个光栅段对应连接的电流控制端均包含对应的模拟开关，模拟开关有8个。通过控制对应的模拟开关选择导通的电流控制端，并将控制电流值组中对应的电流数值写入电流驱动电路1对应的电流控制端中，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，实现对第一光栅中的各个光栅段注入电流的大小的控制。

在其他的实施例中，通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流。

在示例性的实施例中，由于在长期工作的情况下可调谐激光器会随着老化出现波长偏移的情况，为保证激光器输出波长的精度，需要通过波长校正电路对波长进行测量。结合图2，所述方法还可以包括步骤S200～S204，具体如下：

步骤S200，将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光。

具体的，通过分路器将可调谐激光器输出的激光分成两路激光：第一激光和第二激光。

步骤S201，将所述第一激光线性过滤得到第三激光。

具体的，通过线性滤波器将第一激光线性过滤得到第三激光。

步骤S202，分别测量所述第三激光和所述第二激光的功率值得到对应的第一功率和第二功率。

具体的，通过第一光功率计测量第三激光对应的第一功率，通过第二光功率计测量第二激光对应的第二功率。

步骤S203，当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合。

步骤S204，根据修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光。

具体的，预设范围可以设置为1，即当所述第一功率和第二功率的比值小于1时，则通过第一功率和第二功率的差值得到波长偏移量，并通过波长偏移量修改存储在可调谐激光器存储装置中的数据组合。可以理解为根据波长偏移量得到修改后对应的数据组合，并将该数据组合写入存储装置中，即该存储装置具有在线写功能。

在示例性的实施例中，将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。其中，修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合为修改所述数据组合中的相位控制电流值。

示例性的，结合图3，为了使不同的波长能够稳定输出，需要使不同的波长输出保持在恒定的工作参考温度，所述方法还可以包括步骤S300～S302，具体如下：

步骤S300，设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

步骤S301，检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

步骤S302，当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时启动加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

具体的，通过TEC驱动器(半导体制冷器驱动器)根据设定好的当前工作温度以及检测到的工作参考温度控制可调谐激光器的温度。即根据差值通过TEC对可调谐激光器进行制冷或加热，进而使当前工作温度和工作参考温度一致，以保证所有的波长输出保持在恒定的工作参考温度。

步骤S102，将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的波长值放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值。

实施例二

本发明实施例提供一种可调谐激光器的控制装置。其中，所述可调谐激光器包括第一光栅、第二光栅和存储装置406，所述第一光栅包括多个不同的光栅段。

如图4所示，所述可调谐激光器的控制装置4还包括PCB电路板40，所述PCB电路板40集成控制器400、获取模块401，电流驱动模块402、波长校正电路403、温度控制电路404、编译模块405以及存储装置406。其中，控制器400包括但不限于单片机。

结合图5，控制器400为主控处理单元，控制器400分别电连接获取模块401，电流驱动模块402、波长校正电路403、温度控制电路404、编译模块405以及存储装置406。

进一步地，获取模块401，用于根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置406中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值。

具体的，请参阅图5，该可调谐激光器为DS-DBR可调谐激光器(单片集成数字超模可调谐激光器)存储装置406为Flash存储芯片，其中，在该Flash存储芯片中预先存储了200个不同的波长值对应的控制电流值组的数据组合。

电流驱动模块402，用于根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰。

进一步地，所述电流驱动模块402包括第一驱动电路4021；所述第一驱动电路4021，用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

具体的，结合图5，第一驱动电路4021包括：第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路，其中第二光栅的控制电路相当于a电路，增益控制电路相当于b电路，相位控制电路相当于c电路，光功率放大控制电路相当于d电路。

示例性的，第二光栅为位于可调谐激光器的后光栅反射区中的后光栅。

在示例性的实施例中，结合图6，所述电流驱动模块402还包括第一光栅中的各个光栅段的控制电路，第一光栅中的各个光栅段的控制电路为第二驱动电路4022，所述第二驱动电路4022包括与各个光栅段对应连接的电流控制端。其中，第一光栅中的各个光栅段为位于前光栅反射区90的各个短光栅段。前光栅反射区90包含8段短光栅。与8段短光栅对应连接的电流控制端均包含对应的模拟开关，模拟开关有模拟开关11、模拟开关12、模拟开关13、模拟开关14、模拟开关15、模拟开关16、模拟开关17和模拟开关18。

所述第二驱动电路4022，用于通过控制对应的模拟开关选择导通的电流控制端，并将控制电流值组中对应的电流数值写入电流驱动电路1对应的电流控制端中，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，实现对第一光栅中的各个光栅段注入电流的大小的控制。

在其他实施例中，所述第一驱动电路4021，还用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流。

控制器400，用于将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的光功率放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值。

在示例性的实施例中，结合图7，可调谐激光器的控制装置4还包括：分路器，用于将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；

线性滤波器22，用于将所述第一激光线性过滤得到第三激光；

波长校正电路403，用于当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器的存储装置406中的所述数据组合；

所述控制器400，还用于根据修改后的相位控制电流值或修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光。

具体的，通过线性滤波器22将第一激光线性过滤得到第三激光。通过第一光功率计23测量第三激光对应的第一功率Vpd1，通过第二光功率计24测量第二激光对应的第二功率Vpd2。其中，第一光功率计23为PD1，第二光功率计24为PD2。

在示例性的实施例中，可调谐激光器的控制装置4还包括：编译模块405，用于将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置406，以调整预先存储于所述存储装置406中对应的控制电流值组的数据组合。

在示例性的实施例中，结合图8，所述可调谐激光器的控制装置4还包括温度控制电路404，所述温度控制电路404包括：

对比电阻26，用于设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

热敏电阻27，用于检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

差分电路，连接热敏电阻27和对比电阻26，以及

半导体制冷器驱动器28，用于当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时控制半导体制冷器驱动器28加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

在示例性的实施例中，半导体制冷器驱动器28为TEC驱动器。温度控制电路404集成TEC控制芯片，TEC控制芯片内部集成差分电路和TEC驱动器，差分电路的一端连接可调谐激光器内部的热敏电阻27，一端连接外部的对比电阻26。TEC驱动器与可调谐激光器内部的TEC模块连接。

TEC驱动器是一种大电流功率，效率高的驱动器，集成PWM发生器、门驱动电路和H桥结构的四个场效应管。温度控制电路404通过选择对比电阻26的大小控制可调谐激光器的恒定温度。可调谐激光器的温度值的高低可通过热敏电阻27的阻值大小确定。当热敏电阻27阻值和对比电阻26不匹配时，即检测到可调谐激光器的当前工作温度与工作参考温度差值不为0时，TEC驱动器驱动TEC模块进行制冷或加热，进而影响热敏电阻27的阻值直到其和对比电阻26的阻值匹配，以保证所有的波长在同一温度下输出。

本发明具有以下有益效果：通过第一驱动电路4011和第二驱动电路4012的组合配合，配置不同的控制电流值组的数据组合，即可实现可调谐激光器不同波长的输出。通过波长校正的功能修正可调谐激光器老化引起的波长偏移，以提高可调谐激光器不同波长输出的精度。通过温度控制的调节作用，使得不同波长在同一温度下输出，为激光不同的波长和功率的稳定输出提供保障。

实施例三

本发明实施例提供一种可调谐激光器。该可调谐激光器，包括：第一光栅、第二光栅以及存储装置，所述第一光栅包括多个不同的光栅段。

该可调谐激光器还包括：获取模块、电流驱动模块、控制器。

具体的，获取模块，用于根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值。

电流驱动模块，用于根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰。

控制器，用于将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的光功率放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值。

在示例性的实施例中，所述电流驱动模块包括第一驱动电路；该第一驱动电路，用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

在示例性的实施例中，所述电流驱动模块还包括第一光栅中的各个光栅段的控制电路，所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端；

所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路，用于导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

在其他的实施例中，所述第一驱动电路，还用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流。

在示例性的实施例中，该可调谐激光器还包括：分路器、线性滤波器、波长校正电路、编译模块。

其中，分路器用于将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；线性滤波器用于将所述第一激光线性过滤得到第三激光；波长校正电路用于当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；所述控制器还用于根据修改后的相位控制电流值或修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光；编译模块用于将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。

在示例性的实施例中，该可调谐激光器还包括：温度控制电路，该温度控制电路包括：对比电阻、热敏电阻、差分电路以及半导体制冷器驱动器。

其中，对比电阻用于设定所述可调谐激光器的工作参考温度；热敏电阻用于检测所述可调谐激光器的当前工作温度；差分电路用于连接热敏电阻和对比电阻；半导体制冷器驱动器用于当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时控制半导体制冷器驱动器加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

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 (17)

1.一种可调谐激光器的控制方法，其特征在于，所述可调谐激光器包括第一光栅、第二光栅和存储装置，所述第一光栅包括多个不同的光栅段，所述方法包括：

根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值；

根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰；

将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的波长值放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值；

其中，所述将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的波长值放大后输出，之后包括：

将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；

将所述第一激光线性过滤得到第三激光；

分别测量所述第三激光和所述第二激光的功率值得到对应的第一功率和第二功率；

当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；

根据修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光。

2.根据权利要求1所述的可调谐激光器的控制方法，其特征在于，根据获取到的所述控制电流值组，分别向第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流包括：

通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

3.根据权利要求2所述的可调谐激光器的控制方法，其特征在于，根据获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流包括：

通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流；或

所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端；

对应的，根据获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流包括：

导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

4.根据权利要求1所述的可调谐激光器的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。

5.根据权利要求4所述的可调谐激光器的控制方法，其特征在于，所述修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合为修改所述数据组合中的相位控制电流值。

6.根据权利要求5所述的可调谐激光器的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时启动加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

7.一种可调谐激光器的控制装置，其特征在于，所述可调谐激光器包括第一光栅、第二光栅和存储装置，所述第一光栅包括多个不同的光栅段，所述可调谐激光器的控制装置还包括：

获取模块，用于根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值；

电流驱动模块，用于根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰；

控制器，用于将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的波长值放大后输出，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值；其中，所述将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的波长值放大后输出，之后包括：将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；将所述第一激光线性过滤得到第三激光；分别测量所述第三激光和所述第二激光的功率值得到对应的第一功率和第二功率；当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；根据修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光。

8.根据权利要求7所述的可调谐激光器的控制装置，其特征在于，所述电流驱动模块包括第一驱动电路；

所述第一驱动电路，用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

9.根据权利要求8所述的可调谐激光器的控制装置，其特征在于，所述第一驱动电路，还用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流；或

所述电流驱动模块还包括第一光栅中的各个光栅段的控制电路，所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端；

所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路，用于导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

10.根据权利要求9所述的可调谐激光器的控制装置，其特征在于，所述可调谐激光器的控制装置还包括：

分路器，用于将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；

线性滤波器，用于将所述第一激光线性过滤得到第三激光；

波长校正电路，用于当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；

所述控制器，还用于根据修改后的相位控制电流值或修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光。

11.根据权利要求10所述的可调谐激光器的控制装置，其特征在于，所述可调谐激光器的控制装置还包括：

编译模块，用于将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。

12.根据权利要求11所述的可调谐激光器的控制装置，其特征在于，所述可调谐激光器的控制装置还包括温度控制电路，所述温度控制电路包括：

对比电阻，用于设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

热敏电阻，用于检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

差分电路，连接热敏电阻和对比电阻；以及

半导体制冷器驱动器，用于当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时控制半导体制冷器驱动器加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。

13.一种可调谐激光器，其特征在于，包括：

第一光栅，所述第一光栅包括多个不同的光栅段；

第二光栅；

存储装置；

获取模块，用于根据接收到的待输出的激光的波长值，从预先存储于所述存储装置中不同波长值的激光对应的控制电流值组的数据组合中，获取与所述待输出的激光的波长值对应的控制电流值组；所述控制电流值组中包括对应控制所述多个不同的光栅段的多个光栅段控制电流值、第二光栅的控制电流值、增益控制电流值、相位控制电流值和光功率放大控制电流值；

电流驱动模块，用于根据获取到的所述控制电流值组，分别向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路、第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流，以使所述第一光栅和所述第二光栅分别产生第一反射峰和第二反射峰；

控制器，用于将所述第一反射峰和第二反射峰重叠后的反射波峰值对应的激光的波长值放大后输出；还用于将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；将所述第一激光线性过滤得到第三激光；分别测量所述第三激光和所述第二激光的功率值得到对应的第一功率和第二功率；当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；根据修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光，所述输出的激光的波长值为所述待输出的激光的波长值。

14.根据权利要求13所述的可调谐激光器，其特征在于，所述电流驱动模块包括第一驱动电路；

所述第一驱动电路，用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，分别向所述第二光栅的控制电路、增益控制电路、相位控制电路和光功率放大控制电路注入对应的控制电流。

15.根据权利要求14所述的可调谐激光器，其特征在于，所述第一驱动电路，还用于通过SPI通信协议以及获取到的所述控制电流值组，向所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入对应的控制电流；或

所述电流驱动模块还包括第一光栅中的各个光栅段的控制电路，所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路包括与各个光栅段对应连接的电流控制端；

所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路，用于导通与各个光栅段对应连接的电流控制端中的其中一个电流控制端，将另外一个电流控制端对应的电流值调整为最大值，以及将各个光栅段对应连接的电流控制端中剩余的电流控制端对应的电流值调整为0，以控制通过所述第一光栅中的各个光栅段的控制电路注入的对应的控制电流。

16.根据权利要求15所述的可调谐激光器，其特征在于，还包括：

分路器，用于将所述可调谐激光器输出的激光分成第一激光和第二激光；

线性滤波器，用于将所述第一激光线性过滤得到第三激光；

波长校正电路，用于当所述第一功率和第二功率的比值超过预设范围时修改存储在可调谐激光器存储装置中的所述数据组合；

所述控制器，还用于根据修改后的相位控制电流值或修改后的数据组合重新输出对应的控制电流以校正所述可调谐激光器输出的激光；

编译模块，用于将修改后的数据组合写入所述可调谐激光器的存储装置，以调整预先存储于所述存储装置中对应的控制电流值组的数据组合。

17.根据权利要求16所述的可调谐激光器，其特征在于，还包括温度控制电路，所述温度控制电路包括：

对比电阻，用于设定所述可调谐激光器的工作参考温度；

热敏电阻，用于检测所述可调谐激光器的当前工作温度；

差分电路，连接热敏电阻和对比电阻；以及

半导体制冷器驱动器，用于当检测到所述可调谐激光器的当前工作温度与所述工作参考温度差值不为0时控制半导体制冷器驱动器加热或制冷，以使所述可调谐激光器的当前工作温度保持恒定在所述可调谐激光器的工作参考温度。