CN218444174U - 一种多光源波长与温度关系标定系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多光源波长与温度关系标定系统，包括：n个光源；光开关；环形器，环形器具有第一端口、第二端口、第三端口；光纤端口，能反射一定比例光波的光纤切面；n个温度传感器，检测光源温度；波长识别装置，用于识别光纤切面反射的光波波长；主控芯片，分别与n个光源、光开关、n个温度传感器、波长识别装置电性连接。本方案利用光源温度变化与波长之间存在调制变化，在产品出厂前预先进行参数标定，并将温度与波长之间的对应关系，存储在产品寄存器中，一方面可以减少光源的数量成本，另一方面在多光源使用时只需要温度传感器和低成本的APD光电探测器即可。

Description

一种多光源波长与温度关系标定系统

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯领域，特别涉及一种多光源波长与温度关系标定系统。

背景技术

现有光纤编码识别技术中，主要采用波长识别装置进行波长识别，但是其成本高、速度慢，动态范围低。这就需要一种针对不同中心波长的多光源进行波长解析的系统和方法，为节约成本，就需要减少光源，利用光源升温改变波长的特性进行调制。但是由于现有常规光源需要管外采集问题，其每只光源的温度与波长变化特性不一致，需要进行提前标定。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种多光源波长与温度关系标定系统，可降低多光源进行波长解析的成本。

根据本实用新型第一方面实施例的一种多光源波长与温度关系标定系统，包括：n个光源，用于输出不同中心波长的光波；光开关，通过不同的光纤分别与n个所述光源连接以切换不同的光源输出；环形器，所述环形器具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述光开关的输出端连接；光纤端口，通过光纤与所述第二端口连接，且具有能反射一定比例光波的光纤切面；n个温度传感器，一一对应设置于n个所述光源的外表面以检测光源温度；波长识别装置，通过光纤与所述第三端口连接，用于识别所述光纤切面反射的光波波长；主控芯片，分别与n个所述光源、所述光开关、n个所述温度传感器、所述波长识别装置电性连接，用于控制n个所述光源的工作电流占空比、所述光开关的切换，以及接收n个所述温度传感器采集的光源温度和所述波长识别装置识别的光波波长，并将n个所述光源在不同光源温度的光波波长进行标定。

根据本实用新型第一实施例的一种多光源波长与温度关系标定系统，至少具有如下有益效果：本方案利用光源温度变化与波长之间存在调制变化，在产品出厂前预先进行参数标定，并将温度与波长之间的对应关系，存储在产品寄存器中，一方面可以减少光源的数量成本，另一方面在多光源使用时只需要温度传感器和低成本的APD光电探测器即可，温度传感器的温度信号可以根据标定关系匹配出光源波长，APD光电探测器单独测量光波能量。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述主控芯片与n个所述光源之间分别通过不同的脉冲驱动模块电性连接。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述光纤端口的光纤切面反射率为4％。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述主控芯片控制n个所述光源的工作电流占空比来调节光源温度，所述光源温度的调节范围为20度至65度。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述主控芯片测量n个所述光源的初始温度和初始波长时，测试条件为发光脉冲5ns、间隔1000ns、重复20次。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型第一方面实施例的多光源波长与温度关系标定系统原理图；

图2为本实用新型第二方面实施例的多光源波长与温度关系标定方法流程图。

附图标记：

光源100、光开关200、环形器300、光纤端口400、温度传感器500、波长识别装置600、主控芯片700、脉冲驱动模块800。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参考图1所示，为本技术方案第一方面实施例的一种多光源波长与温度关系标定系统，包括：n个光源100、光开关200、环形器300、光纤端口400、n个温度传感器500、波长识别装置600、主控芯片700等主要组成部分，由于现有光源不带TEC，为此只能在光源外壁进行采集温度，由于温度传导问题，造成光源实际温度与管外温度存在差异，为此，必须进行提前标定，光源100为被标定对象，主控芯片700为核心控制和数据处理模块，控制光源100的工作电流上电时，光源100发光，光源波长受输入电流和温度的影响进行变化，但是电流的改变必然会造成光强的变化，为此，本实施例只能优选改变温度实现光源波长变化，其常规参数为0.1nm/度。

其中，n个光源100用于输出不同中心波长的光波；光开关200通过不同的光纤分别与n个所述光源100连接以切换不同的光源输出；环形器300具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述光开关200的输出端连接；光纤端口400通过光纤与所述第二端口连接，且具有能反射一定比例光波的光纤切面；n个温度传感器500一一对应设置于n个所述光源100的外表面以检测光源温度；波长识别装置600通过光纤与所述第三端口连接，用于识别所述光纤切面反射的光波波长；主控芯片700分别与n个所述光源100、所述光开关200、n个所述温度传感器500、所述波长识别装置600电性连接，用于控制n个所述光源100的工作电流占空比、所述光开关200的切换，以及接收n个所述温度传感器500采集的光源温度和所述波长识别装置600识别的光波波长，并将n个所述光源100在不同光源温度的光波波长进行标定。

具体的，主控芯片700控制其中一个光源100发光，温度传感器500实时光源表面温度，光源100输出的光波经光开关200、环形器300的第一端口与第二端口进入光纤端口400，光纤端口400的光纤切面反射一定比例光波，经环形器300的第三端口至波长识别装置600被识别出波长信息，波长识别装置600反馈给主控芯片700，主控芯片700便可记录光源100在当前温度下的波长信息，通过提高光源100的工作电流占空比，便可提高光源100的温度，进而得到光源100在不同温度下的波长信息，完成单个光源的波长与温度关系标定，通过切换光开关200，轮巡其他的光源100，便可完成所有光源的波长与温度关系标定。

如上所述，本方案利用光源温度变化与波长之间存在调制变化，在产品出厂前预先进行参数标定，并将温度与波长之间的对应关系，存储在产品寄存器中，一方面可以减少光源的数量成本，另一方面在多光源使用时只需要温度传感器和低成本的APD光电探测器即可，温度传感器的温度信号可以根据标定关系匹配出光源波长，APD光电探测器单独测量光波能量，避免了多波长光源在具体应用时需要依赖昂贵的波长识别装置。

如图1所示，在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述主控芯片700与n个所述光源100之间分别通过不同的脉冲驱动模块800电性连接，主控芯片700输出调制信号，改变脉冲驱动模块800的占空比，进而调节光源100的工作电流脉冲时长，达到改变光源100的温度和输出波长的目的。

其中，在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述光纤端口400的光纤切面反射率为4％，如此设计，即不会造成波长偏移，同时降低了光强，可以避免由于由于光源光强较大，容易击毁波长识别装置。

由于现有光源的最大温度承受为75度，鉴于过高温度对光源的寿命影响，因此在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述主控芯片700控制n个所述光源100的工作电流占空比来调节光源温度，所述光源温度的调节范围为20度至65度，即可以从20度到65度实现光源的4.5nm调试。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述主控芯片700测量n个所述光源100的初始温度和初始波长时，测试条件为发光脉冲5ns、间隔1000ns、重复20次，可以保证保障温度及时传递到温度传感器500，在该测试条件下既能避免采用高占空比信号，又能保证光源温度和波长都处于稳定状态。

如图2所示，为本实用新型第二方面实施例的一种多光源波长与温度关系标定方法，应用于上述多光源波长与温度关系标定系统，包括以下步骤：

S100、主控芯片700控制光开关200切换到第1个光源100；

S200、主控芯片700向第1个光源100发送初始测量脉冲，同时温度传感器500采集光源温度、波长识别装置600识别光纤端口400反射的光波波长，记录下初始温度和初始波长；

S300、主控芯片700向第1个光源100发送升温脉冲，升温脉冲的工作电流占空比大于初始测量脉冲，是利用光源在一定占空比下快速升温的方法，实现对光源波长变化，温度传感器500采集光源温度、波长识别装置600识别光纤端口400反射的光波波长，得到不同温度下的波长信息；

S400、光开关200切换下一个光源100，重复执行步骤S200、S300；

S500、轮巡n个所述光源100，得到所有光源100在不同温度下的波长信息。

本方案利用光源温度变化与波长之间存在调制变化，基于主控芯片100向脉冲驱动模块800发送不同的占空比信号，驱动光源100进行发光；光源100发光的同时，温度会增加，其波长也会改变，在产品出厂前预先进行参数标定，并将温度与波长之间的对应关系，存储在产品寄存器中，一方面可以减少光源的数量成本，另一方面在多光源使用时只需要温度传感器和低成本的APD光电探测器即可，温度传感器的温度信号可以根据标定关系匹配出光源波长，APD光电探测器单独测量光波能量。

进一步，在本实用新型第二方面的一些实施例中，所述所有光源100在不同温度下的波长信息记录于主控芯片700的寄存器中，从而作为多波长光源产品的初始资料，后续使用时只需检测温度就可得到该光源的波长信息。

具体的，在本实用新型第二方面的一些实施例中，所述不同温度下的波长信息以0.1nm为波长记录间隔，由于温度对光源波长的调制改变是经测试是稳定可靠的，基本在0.1nm/度，为此需要在系统运行前对该关系进行标定，并记录在系统中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种多光源波长与温度关系标定系统，其特征在于，包括：

n个光源(100)，用于输出不同中心波长的光波；

光开关(200)，通过不同的光纤分别与n个所述光源(100)连接以切换不同的光源输出；

环形器(300)，所述环形器(300)具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述光开关(200)的输出端连接；

光纤端口(400)，通过光纤与所述第二端口连接，且具有能反射一定比例光波的光纤切面；

n个温度传感器(500)，一一对应设置于n个所述光源(100)的外表面以检测光源温度；

波长识别装置(600)，通过光纤与所述第三端口连接，用于识别所述光纤切面反射的光波波长；

主控芯片(700)，分别与n个所述光源(100)、所述光开关(200)、n个所述温度传感器(500)、所述波长识别装置(600)电性连接，用于控制n个所述光源(100)的工作电流占空比、所述光开关(200)的切换，以及接收n个所述温度传感器(500)采集的光源温度和所述波长识别装置(600)识别的光波波长，并将n个所述光源(100)在不同光源温度的光波波长进行标定。

2.根据权利要求1所述的一种多光源波长与温度关系标定系统，其特征在于：所述主控芯片(700)与n个所述光源(100)之间分别通过不同的脉冲驱动模块(800)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种多光源波长与温度关系标定系统，其特征在于：所述光纤端口(400)的光纤切面反射率为4％。

4.根据权利要求1所述的一种多光源波长与温度关系标定系统，其特征在于：所述主控芯片(700)控制n个所述光源(100)的工作电流占空比来调节光源温度，所述光源温度的调节范围为20度至65度。

5.根据权利要求1所述的一种多光源波长与温度关系标定系统，其特征在于：所述主控芯片(700)测量n个所述光源(100)的初始温度和初始波长时，测试条件为发光脉冲5ns、间隔1000ns、重复20次。

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