專利名稱：一種基于干涉條紋圖像相位反饋的激光控制器裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通訊和高精度測量等領(lǐng)域的核心部件之一半導(dǎo)體激光控制器裝置，控制半導(dǎo)體激光器發(fā)出可以準(zhǔn)確預(yù)置調(diào)節(jié)且波長穩(wěn)定的激光。
背景技術(shù)：
高速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中，人們研制出了 DWDM (高密度波分復(fù)用)技術(shù)，它充分利用每路光纖的通信帶寬，實(shí)現(xiàn)了高速大容量光通信。該技術(shù)基本原理是為了把不同的光信號區(qū)分開，彼此之間不產(chǎn)生干擾，要求不同光波的波長不同，且必須嚴(yán)格限制在某一范圍內(nèi)。這就要求每路光波的波長可以準(zhǔn)確預(yù)置調(diào)節(jié)，并且在數(shù)據(jù)傳輸過程中保持穩(wěn)定。半導(dǎo)體激光器是光纖高密度波分復(fù)用技術(shù)的核心器件之一。改變半導(dǎo)體激光器的工作溫度可以控制它產(chǎn)生不同波長的光，實(shí)現(xiàn)光波長預(yù)置和調(diào)節(jié)。但是，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器控制器的溫度控制精度不高。輸出光波長的精度可以控制在±0. 02nm，為了提高光纖高密度波分復(fù)用技術(shù)的數(shù)字信號傳輸容量，就必須大幅度提高半導(dǎo)體激光器輸出光波長的控制精度。本發(fā)明提出一種基于干涉條紋圖像相位反饋的激光控制器，使其能控制半導(dǎo)體激光器發(fā)出可以準(zhǔn)確預(yù)置調(diào)節(jié)且波長穩(wěn)定的輸出光(波長24小時(shí)漂移< 1pm)。從而擴(kuò)大了光纖傳輸容量，達(dá)到單個(gè)光纖傳輸1000數(shù)據(jù)信道/波以上，提升光纖通信裝備的技術(shù)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種新型半導(dǎo)體激光器控制輸出光波長的裝置和方法，通過測量激光器輸出光在石英光楔上形成的反射式干涉圖像，控制激光器的工作溫度，使其輸出光可以準(zhǔn)確預(yù)置調(diào)節(jié)且波長穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下—種基于干涉條紋圖像相位反饋的激光控制器，包括溫度控制電路、熱敏電阻、半導(dǎo)體制冷器、熱沉、半導(dǎo)體激光器、光纖耦合器、光纖I、光纖2、干涉圖像相位測量單元、ARMll嵌入式控制器。其中，干涉圖像相位測量單元包括光纖2，透鏡L、石英光楔和CMOS相機(jī)。如圖I所示，半導(dǎo)體激光器輸出光的I %通過光纖接入圖像反饋系統(tǒng)，照到一個(gè)夾角為5°的石英光楔，光楔兩側(cè)都是4%反射，形成反射式干涉圖像。使用CMOS相機(jī)，將干
涉圖像實(shí)時(shí)拍攝下來。條紋圖像的解析表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種基于干涉條紋圖像相位反饋的激光控制器，包括溫度控制電路、熱偶電阻、半導(dǎo)體制冷器、熱沉、半導(dǎo)體激光器、光纖耦合器、光纖I、光纖2、干涉圖像相位測量單元和ARMll嵌入式控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于干涉條紋圖像相位反饋的激光控制器，其特征在于，一個(gè)干涉圖像相位測量單元，包括光纖2，透鏡L、石英光楔和CMOS相機(jī)。
3.一種基于干涉條紋圖像相位測量的方法，其特征在于具體步驟為 1)、半導(dǎo)體激光器輸出光通過光纖I禹合器后，按I: 99分束。半導(dǎo)體激光器的I %輸出光經(jīng)通過光纖2，透鏡L準(zhǔn)直后，照到一個(gè)夾角為5 °的石英光楔上，在光楔兩側(cè)都是4 %反射，反射光形成干涉圖像,通過CMOS相機(jī)將干涉圖像實(shí)時(shí)拍攝下來，該干涉圖像的解析表達(dá)式為
全文摘要
一種基于干涉條紋圖像相位反饋的激光控制器，包括溫度控制電路、熱敏電阻、半導(dǎo)體制冷器、熱沉、半導(dǎo)體激光器、光纖耦合器、光纖1、光纖2、干涉圖像相位測量單元、ARM11嵌入式控制器；其中，干涉圖像相位測量單元包括光纖2，透鏡L、石英光楔和CMOS相機(jī)；首先，半導(dǎo)體激光器的1％輸出光照到一個(gè)石英光楔上，形成反射式干涉圖像，CMOS相機(jī)將其拍攝下來，送入ARM11嵌入式控制器進(jìn)行相位-波長映射計(jì)算；其次，通過PID算法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)溫度控制電路的調(diào)節(jié)溫度值。本發(fā)明的激光控制器用于光纖通訊和高精度測量等領(lǐng)域，由于多像素平均和Fourier變換的帶通濾波作用，半導(dǎo)體激光器輸出光波長的測量精度可以達(dá)到0.1pm(24小時(shí)漂移＜1pm)，并且可以準(zhǔn)確預(yù)置調(diào)節(jié)。
文檔編號H01S5/0687GK102916339SQ201210134210
公開日2013年2月6日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者周延周, 陳辭, 徐金雄, 白玉磊 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)