CN109412014B - 一种可调谐激光器的波长定标装置及相应的波长定标方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调谐激光器的波长定标装置及相应的波长定标方法,包括***控制中心、梳状滤波器以及光功率探测器;***控制中心用于输出波长控制信号;梳状滤波器包括输入端口、第一输出端口以及第二输出端口,第一输出端口以及第二输出端口,对应的滤波光谱中包括按照预设间隔排列的通带和阻带;光功率探测器用于探测激光的主模光谱功率,以及激光的边模光谱功率;***控制中心用于获取主模光谱功率以及边模光谱功率,根据边模抑制比确定可调谐激光器的输出波长与标准波长对准时,建立波长定标查询表。本发明采用特定的梳状滤波器,避免了反复切换滤波器的中心波长的操作,可以节省大量的测试时间,同时可以避免误操作,提高测试的准确度。
Description
技术领域
本发明属于激光器领域,更具体地,涉及一种可调谐激光器的波长定标装置及相应的波长定标方法。
背景技术
可调谐半导体激光器具有动态调整输出波长的功能,在密集波分复用光纤通信***和智能可重构光网络中,被视为不可或缺的关键器件之一。其中,具有快速波长切换速度的分布反馈类(Distributed Bragg Reflector,简写为DBR)及其类似结构的可调谐激光器,作为一种典型而重要的单片集成光器件,具有较大的调谐范围和较高的输出光谱质量,因此备受关注。DBR及其类似结构的可调谐激光器通过注入电流改变波导材料折射率实现波长调谐。最简单的三段式DBR型可调谐激光器由三部分组成:有源区、移相区和光栅区。DBR光栅区相当于反射率随波长变化的反射镜,用来选择纵模,通过注入不同的电流改变其反射峰的布拉格波长;移相区用于波长精细调谐调节,通过向移相区注入不同的电流改变激光器纵模谐振波长,协同二者实现激光器波长的调谐。
但是,通过注入电流只能改变有限的折射率,三段式DBR可调谐激光器的波长调谐范围一般在10nm左右。为了提高波长调谐范围,基于游标效应,各种四段式的可调谐DBR激光器应运而生,最有代表性的是取样光栅DBR激光器(Sampled Grating DBR laser,简写为SGDBR)和超结构光栅DBR激光器(Super Structure Grating DBR laser,简写为SSGDBR)等。典型的四段式DBR半导体激光器由四部分构成:前光栅反射区、有源区(增益区)、移相区和后光栅反射区。前光栅反射区和前光栅反射区在波长上具有周期性最大值的梳状反射谱,设计制作不同的光栅周期,产生的梳状反射谱序列具有略微不同的峰值波长间隔。当两个梳状反射谱序列中一对谱峰发生重合时,就能够选择单一的输出波长。类似于三段式DBR激光器,通过向前光栅反射区和后光栅反射区中注入电流,可以改变光栅区波导的有效折射率,控制梳状反射谱峰的位置;移相区的作用是改变激光的纵模谐振波长,通过同时改变前光栅反射区、后光栅反射区及移相区的调谐电流,可以使不同的光栅反射峰和腔模对准,这种类似于游标效应的调谐方式可以在注入电流很小的情况下,实现较大的波长调谐范围。
四段式DBR激光器已逐渐成为数字相干光通信市场上的集成可调谐激光器组件(Integrable Tunable Laser Assembly,简写为ITLA)的主流解决方案。集成可调谐激光器组件(ITLA)可以输出覆盖C波段或L波段的多个不同波长通道(至少大于80),波长值和通道间隔均满足ITU-T(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector)的要求。对于四段式DBR可调谐激光器组件(ITLA),为了控制激光波长在ITU-T规定的波长信道上,需要对前光栅反射区、后光栅反射区及移相区三个电流同时扫描测试,生成一个包括“ITU-T波长-3个控制电流组合”的波长定标参数对照表。但是,所有电流组合(前、后反射光栅及移相区驱动电流)的扫描测试,往往需要耗费非常长的时间。一直以来,可调谐激光器组件(ITLA)的波长定标都是实现规模化产品制造的瓶颈之一,如何实现快速高效的波长定标测试,建立最佳的驱动电流组合与目标波长对照表,在生产制造过程中显得非常重要。
在可调激光器的各种快速高效定标方法中,输出波长、光功率、输出光谱的边模抑制比(Side-Mode Suppression Ratio,简写为SMSR)和有源区结电压等单一特征或组合特征,都可作为建立最佳的驱动电流组合与目标波长对照表的依据。在实际过程中,可以采用光谱仪记录可调谐激光器的SMSR,但是光谱仪扫描是一个相当慢的过程,一次完整的波长定标需要耗费非常长的时间,导致生产效率很低。
为了减小波长定标的时间,公开号为CN105826811A的专利,公开了一种基于优化算法的可调谐激光器的表征方法和装置,将可调谐激光器输出光通过分路器分成两路,一路通过可以滤除目标波长以外的光功率的可调谐光学带通滤波器,另一路通过可以滤除目标波长处的光功率的可调谐光学带阻滤波器,然后分别连接到探测器上,通过光学带通滤波器的光功率P1和通过光学带阻滤波器的光功率P2之比作为SMSR的优化判据,通过优化算法寻找稳定输出目标波长所需要的驱动电流组合。
该专利方法主要缺点是:在更换目标通道时,可调谐光学带通滤波器和可调谐光学带阻滤波器需要同步切换中心波长,切换可调谐滤波器的中心波长的过程,会进一步加长的测试时间,定标时间过长,无法达到快速定标的效果,特别是可调谐激光器的波长通道较多时,需要反复更换滤波器的中心波长,操作繁复。而且,在实际定标过程中,很容易出现误操作,导致切换滤波器的中心波长时出错,进而引起驱动电流组合与目标波长对照表出错,导致操作者无法根据对照表调节可调谐激光器的输出波长。此外,可调谐光学带通滤波器和可调谐光学带阻滤波器并不常见,需要定制,价格昂贵,不适用于工业生产。
鉴于此,克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种可调谐激光器的波长定标装置及相应的波长定标方法,其目的在于采用特定的梳状滤波器,对多个不同波长的激光滤波,以得到相应的边模抑制比,避免了反复切换滤波器的中心波长的操作,可以节省大量的测试时间,同时可以避免误操作,提高测试的准确度,由此解决目前波长定标测试时间过长,操作繁复以及容易出现波长定标出错的技术问题。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种可调谐激光器的波长定标装置,所述可调谐激光器的波长定标装置包括:***控制中心、梳状滤波器以及光功率探测器;
所述***控制中心用于输出波长控制信号,以控制可调谐激光器输出与所述波长控制信号相匹配的激光,其中,所述激光对应的光谱包括主模光谱以及边模光谱;
所述梳状滤波器包括输入端口、第一输出端口以及第二输出端口,所述梳状滤波器的第一输出端口以及所述梳状滤波器的第二输出端口,对应的滤波光谱中均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,以对所述激光进行滤波处理,其中,所述预设间隔等于所述可调谐激光器的波长通道间隔乘以预设的倍数;
所述梳状滤波器的输入端口用于接收所述激光,所述梳状滤波器的第一输出端口用于输出滤除边模光谱的激光,所述梳状滤波器的第二输出端口用于输出滤除主模光谱的激光;
所述光功率探测器用于探测通过所述第一输出端口输出的激光的主模光谱功率,以及通过所述第二输出端口输出的激光的边模光谱功率;
所述***控制中心用于根据所述光功率探测器获取所述主模光谱功率以及所述边模光谱功率,得到边模抑制比,根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表。
优选地,所述预设间隔为所述可调谐激光器的波长通道间隔的二倍;
所述梳状滤波器的数目为二,具体包括第一梳状滤波器和第二梳状滤波器;
所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的波长通道间隔;
所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的波长通道间隔。
优选地,所述可调谐激光器的波长定标装置还包括光分束器;
所述光分束器用于将所述激光分为二路,其中一路激光输入至所述第一梳状滤波器的输入端口,另一路激光输入至所述第二梳状滤波器的输入端口。
优选地,所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱与所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱呈互补关系;
所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;或
所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;
其中,所述窄带宽梳状光谱的通带对应所述宽带宽梳状光谱的阻带,所述窄带宽梳状光谱的阻带对应所述宽带宽梳状光谱的通带,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与所述宽带宽梳状光谱的谷值波长对准。
优选地,所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱与所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱呈互补关系;
所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;或
所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;
其中,所述窄带宽梳状光谱的通带对应所述宽带宽梳状光谱的阻带,所述窄带宽梳状光谱的阻带对应所述宽带宽梳状光谱的通带,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与所述宽带宽梳状光谱的谷值波长对准。
优选地,所述***控制中心包括设置单元、记录单元以及处理单元;
所述设置单元用于产生波长控制信号,依据所述波长控制信号对所述可调谐激光器进行扫描测试;
所述记录单元用于记录所述光功率探测器所探测到的光功率值,并建立扫描数据记录表,其中,所述扫描数据记录表中包含波长控制信号,以及与所述波长控制信号相对应的光功率值;
所述处理单元用于依据所述扫描数据记录表,获取与波长控制信号相对应的激光的边模抑制比,并筛选出边模抑制比不小于筛选阈值的目标边模抑制比,依据所述目标边模抑制比以及与所述目标边模抑制比相对应的波长控制信号,建立初始波长定标查询表。
优选地,所述***控制中心还用于依据所述初始波长定标查询表,控制所述可调谐激光器发射激光,并测量波长控制信号对应触发的激光的实际波长以及光功率,依据波长控制信号、实际波长以及光功率建立最终波长定标查询表。
按照本发明的另一方面,提供了一种可调谐激光器的波长定标方法,所述可调谐激光器的波长定标方法包括:
基于波长控制信号对可调谐激光器进行扫描测试,驱动所述可调谐激光器输出与所述波长控制信号相匹配的激光,其中,所述激光对应的光谱包括主模光谱以及边模光谱;
梳状滤波器的第一输出端口输出滤除边模光谱的激光,所述梳状滤波器的第二输出端口输出滤除主模光谱的激光,其中,所述梳状滤波器的第一输出端口以及所述梳状滤波器的第二输出端口,对应的滤波光谱均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,所述预设间隔等于所述可调谐激光器的波长通道间隔的乘以预设的倍数;
探测通过所述梳状滤波器的第一输出端口输出的激光的主模光谱功率,探测通过所述梳状滤波器的第二输出端口输出的激光的边模光谱功率;
获取所述主模光谱功率以及所述边模光谱功率,得到边模抑制比;
根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表。
优选地,所述根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表包括:
判断边模抑制比是否不小于筛选阈值;
若边模抑制比不小于筛选阈值,则保留与所述边模抑制比相对应的波长控制信号,并依据边模抑制比以及与所述边模抑制比相对应的波长控制信号,建立初始定标查询表。
优选地,所述根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表包括:
依据所述初始波长定标查询表,控制所述可调谐激光器发射激光;
测量波长控制信号对应触发的激光的实际波长以及光功率;
依据波长控制信号、实际波长以及光功率建立最终波长定标查询表。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有如下有益效果:本发明采用三端口的梳状滤波器对激光进行滤波处理,由于第一输出端口以及第二输出端口,对应的滤波光谱中均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,且预设间隔为可调谐激光器的波长通道间隔乘以预设的倍数,通过该梳状滤波器可以对多个不同的波长的激光,进行滤波处理,分离出主模光谱以及边模光谱,以得到激光的边模抑制比。在对可调谐激光器进行扫描测试时,避免了反复切换滤波器的中心波长的操作,可以节省大量的测试时间,同时可以避免误操作,提高测试的准确度。另一方面,根据边模抑制比对可调谐激光器的输出波长与标准波长是否对准进行初步判断,可以剔除大量的无用测试数据,减小了后续的波长定标测试的数据量,提高了测试效率。而且,梳状滤波器的成本较低,易于制作,适用于工业生产。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种可调谐激光器输出的激光的光谱图;
图2是本发明实施例提供的一种可调谐激光器的波长定标装置的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种可调谐激光器的波长定标装置的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种***控制中心的结构示意图;
图5a是本发明实施例提供的一种第一梳状滤波器的光谱图;
图5b是本发明实施例提供的一种第二梳状滤波器的光谱图;
图6a是本发明实施例提供的基于第一梳状滤波器对输出波长为λi激光进行滤波的对比示意图;
图6b是本发明实施例提供的基于第二梳状滤波器对输出波长为λi+1的激光进行滤波的对比示意图;
图7a是本发明实施例提供的一种梳状滤波器的结构示意图;
图7b是本发明实施例提供的另一种梳状滤波器的结构示意图;
图8是本发明实施例提供的一种可调谐激光器的波长定标方法的流程示意图;
图9是本发明实施例提供的图8中的步骤84的具体流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1:
在实际应用场景中,可调谐激光器可以控制输出覆盖C波段或者L波段的多个波长通道(至少可以大于80个),且每个波长通道的波长值以及波长通道之间的间隔均满足ITU-T的要求。另一方面,可调谐激光器对应的滤波光谱图中主模和边模的波长间距,与可调谐激光器的最小波长通道间隔大致相等,其中,波长通道间隔指的是相邻输出波长之间的波长差。例如,50G可调谐激光器的最小波长通道间隔为0.4nm,如图1所示,50G可调谐激光器输出的激光的光谱图中,主模和边模的波长间距约为0.4nm。100G可调谐激光器的最小波长通道间隔为0.8nm,100G可调谐激光器输出的激光的光谱图中,主模和边模的波长间距约为0.8nm;25G可调谐激光器的最小波长通道间隔为0.2nm,25G可调谐激光器输出的激光的光谱图中,主模和边模的波长间距约为0.2nm。其中,波长通道间隔指的是可调谐激光器可输出波长中,相邻波长通道之间的间隔。
基于可调谐激光器的光谱图的前述特征,本发明提供了一种可调谐激光器的波长定标装置,采用该可调谐激光器的波长定标装置在对可调谐激光器进行扫描测试时,由于梳状滤波器可以针对多个不同波长的激光进行滤波处理,只需要依据测试需求调节波长控制信号,控制可调谐激光器输出不同波长的激光,避免了反复切换滤波器的中心波长的操作,可以节省大量的测试时间,提高测试效率。同时,可以避免误操作,提高测试的准确度。
下面结合图2~图7b,说明可调谐激光器的波长定标装置的实施方式之一,以及相应的工作原理。
在本实施例中,可调谐激光器的波长定标装置包括:***控制中心10、梳状滤波器11以及光功率探测器12。其中,***控制中心10用于与待波长定标的可调谐激光器20连接,梳状滤波器11的输入端口com用于与待波长定标的可调谐激光器20连接,梳状滤波器11的输出端口与光功率探测器12的输入端连接,光功率探测器12的输出端还与***控制中心10连接。
其中,所述梳状滤波器11包括输入端口com、第一输出端口port1以及第二输出端口port2,所述梳状滤波器11的第一输出端口port1以及所述梳状滤波器11的第二输出端口port2,对应的滤波光谱中均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,以对所述可调谐激光器20发射的激光进行滤波处理,其中,所述预设间隔为相邻通带的中心波长之间的波长差值,所述预设间隔等于所述可调谐激光器20的波长通道间隔乘以预设的倍数。在实际应用场景中,预设的倍数可以依据实际情况而设定,保证对应的输出端口仅输出激光的主模光谱或者边模光谱即可。下文会依据具体情况举例说明。
在实际应用场景中,***控制中心10用于输出波长控制信号,以控制可调谐激光器20输出与所述波长控制信号相匹配的激光,其中,不同的波长控制信号会相应激发可调谐激光器20发射不同波长的激光,从而达到调谐的目的,以分别对不同波长的激光进行波长定标。所述激光对应的光谱包括主模光谱以及边模光谱,所述梳状滤波器11的输入端口com用于接收所述激光,所述第一输出端口port1用于输出滤除边模光谱的激光,所述第二输出端口port2用于输出滤除主模光谱的激光。
所述光功率探测器12用于探测通过所述第一输出端口port1输出的激光的主模光谱功率,以及通过所述第二输出端口port2输出的激光的边模光谱功率。在实际应用场景下,所述光功率探测器12可以为包含多个独立子探测器的单一器件,以对应探测输出端口输出的激光的功率。或者,所述光功率探测器12的数目为多个,采用由多个光功率探测器12形成的光功率探测阵列,探测相应输出端口输出的激光的功率。
所述***控制中心10用于获取所述主模光谱功率以及所述边模光谱功率,得到边模抑制比,根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器20的输出波长与标准波长(ITU波长)对准后,建立波长定标查询表。其中,标准波长是指依据ITU-T的标准所划分的波长。
在实际应用场景中,所述第一输出端口port1对应的滤波光谱与所述第二输出端口port2对应的滤波光谱呈互补关系。在其中的一个实施例中,所述第一输出端口port1对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述第二输出端口port2对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准。其中,峰值波长为通带对应的中心波长,谷值波长为阻带对应的中心波长。
在另一个实施例中,所述第一输出端口port1对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述第二输出端口port2对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准。
在优选的实施例中,不论第一输出端口port1以及第二输出端口port2对应的光谱形态如何,所述窄带宽梳状光谱的通带对应所述宽带宽梳状光谱的阻带,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与所述宽带宽梳状光谱的谷值波长对准,从而达到分离主模光谱与边模光谱的目的。
按照前述波长定标装置对可调谐激光器20进行波长定标时,有可能只能定标部分波长,而存在另一部分的波长需要采用其他方式进行定标。例如,在其他实施例中,可采用切换梳状滤波器11对应的滤波光谱的通带或阻带的中心波长的方式,分步骤调节梳状滤波器11,以达到对可调谐激光器20可输出的全部波长进行定标。另一方面,采用前述波长定标装置对可调谐激光器20进行波长定标时,需要耗费时间进行换算,配置合适的梳状滤波器11,才有可能达到较优的定标效果。
实施例2:
为解决实施例1的问题,本实施例还提供了另一种可调谐激光器的波长定标装置,采用该定标装置可以一次性完成定标操作,无需分步进行,而且依据可调谐激光器20的最小波长通道间隔,可以快速便捷的选择适配的梳状滤波器11,便于工业生产。
在本实施例中,可调谐激光器的波长定标装置包括:***控制中心10、梳状滤波器11以及光功率探测器12。其中,***控制中心10用于与待波长定标的可调谐激光器20连接,梳状滤波器11的输入端口用于与待波长定标的可调谐激光器20连接,梳状滤波器11的输出端口与光功率探测器12的输入端连接,光功率探测器12的输出端还与***控制中心10连接。
其中,所述梳状滤波器11包括输入端口com、第一输出端口port1以及第二输出端口port2,所述第一输出端口port1以及所述第二输出端口port2,对应的滤波光谱均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,以对所述可调谐激光器20发射的激光进行滤波处理,其中,所述预设间隔为相邻通带的中心波长之间的波长差值,所述预设间隔为所述可调谐激光器20的波长通道间隔的二倍。
所述梳状滤波器11的数目为二,具体包括第一梳状滤波器11-1和第二梳状滤波器11-2;所述第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port1-2对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器20的最小波长通道间隔;所述第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器20的最小波长通道间隔。
其中,第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1与第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port1-2,对应的滤波光谱类型相同;第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1与第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2,对应的滤波光谱类型相同,前述的极值波长指的是峰值波长或者谷值波长。在此,需要说明的是,峰值波长为通带对应的中心波长,谷值波长为阻带对应的中心波长,峰值波长以及谷值波长均对应与标准波长对准。
举例而言,当所述第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1对应的滤波光谱,以及所述第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port1-2对应的滤波光谱均为窄带宽梳状光谱时,二者的输出的窄带宽梳状光谱的峰值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器20的最小波长通道间隔。当所述第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1对应的滤波光谱,以及所述第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2对应的滤波光谱均为宽带宽梳状光谱时,二者的输出的宽带宽梳状光谱的谷值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器20的最小波长通道间隔。按照此设计理念,配置第一梳状滤波器11-1以及第二梳状滤波器11-2的输出光谱,可以覆盖连续的输出波长,具体原理请详见下文描述。
此外,针对第一梳状滤波器11-1:所述第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1对应的滤波光谱与所述第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1对应的滤波光谱呈互补关系。在其中一个实施例中,所述第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准。
在另一个实施例中,所述第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;
其中,所述窄带宽梳状光谱的通带对应所述宽带宽梳状光谱的阻带,所述窄带宽梳状光谱的阻带对应所述宽带宽梳状光谱的通带,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与所述宽带宽梳状光谱的谷值波长对准。
针对第二梳状滤波器11-2:所述第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port2-1对应的滤波光谱与所述第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2对应的滤波光谱呈互补关系。在其中一个实施例中,所述第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port2-1对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准。
在另一个实施例中,所述第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port2-1对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;
其中,所述窄带宽梳状光谱的通带对应所述宽带宽梳状光谱的阻带,所述窄带宽梳状光谱的阻带对应所述宽带宽梳状光谱的通带,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与所述宽带宽梳状光谱的谷值波长对准。
进一步地,所述可调谐激光器的波长定标装置还包括光分束器13;所述光分束器13用于将所述激光分为二路,其中一路激光输入至所述第一梳状滤波器11-1的输入端口com-1,另一路激光输入至所述第二梳状滤波器11-2的输入端口com-2。
在本实施例中,所述可调谐激光器的波长定标装置还包括驱动模块14,所述驱动模块14的输入端与所述***控制中心10连接,所述驱动模块14的输出端用于与待波长定标的可调谐激光器20连接。在波长定标过程中,所述驱动模块14用于接收所述***控制中心10所输出的波长控制信号,并通过所述波长控制信号,控制所述可调谐激光器20输出与所述波长控制信号相匹配的激光。
在一具体应用场景中,所述***控制中心10包括设置单元101、记录单元102以及处理单元103,所述记录单元102与所述处理单元103连接。所述设置单元101与驱动模块14连接,所述记录单元102与所述光功率探测器12连接。
其中,所述设置单元101用于依据波长控制信号的初始值、波长控制信号的扫描范围以及扫描步长,产生用于调节所述可调谐激光器20的输出波长的波长控制信号,以依据所述波长控制信号对所述可调谐激光器20进行扫描测试。所述设置单元101还用于设置可调谐激光器20的工作温度,以及输出的激光的光功率。
在此,以可调谐激光器20为四段式DBR可调谐激光器20为例解释说明,设置单元101产生控制信号的过程。采用地毯式扫描的方式,先固定移相区的控制电流不变,按照扫描步长依次设置前光栅反射区以及后光栅反射区的电流,以得到相应的波长控制信号,直至对应的电流值超出扫描范围。
所述记录单元102用于记录所述光功率探测器12所探测到的光功率值,并建立扫描数据记录表,其中,所述扫描数据记录表中包含波长控制信号,以及与所述波长控制信号相对应的光功率值。
所述处理单元103用于依据所述扫描数据记录表,获取与波长控制信号相对应的激光的边模抑制比,并筛选出边模抑制比不小于筛选阈值的目标边模抑制比,依据所述目标边模抑制比以及与所述目标边模抑制比相对应的波长控制信号建立初始波长定标查询表。其中,筛选阈值依据梳状滤波器11的参数而设定。
所述处理单元103还用于依据所述初始波长定标查询表,控制所述可调谐激光器20发射激光,并测量波长控制信号对应触发的激光的实际波长以及光功率,依据波长控制信号、实际波长以及光功率建立最终波长定标查询表。具体地,可以采用光谱仪或者波长计准确测量激光的实际波长,依据波长控制信号以及实际波长建立最终波长定标查询表。对于同一波长,只保留出光功率最大的波长控制信号,至此,完成了可调谐激光器20的波长定标,在实际使用中,可以通过最终波长定标查询表,调节可调谐激光器20输出对应波长的激光。
在本实施例中,基于不同的原理,梳状滤波器11的实现方式至少存在如下两种方式:
方式一:基于法布理-泊罗标准具实现,法布理-泊罗标准具的反射端作为梳状滤波器11的宽带宽梳状光谱输出端口,透射端为梳状滤波器11的窄带宽梳状光谱输出端口。基于法布里-泊罗标准具制作的梳状滤波器11的具体实例如图7a所示,该梳状滤波器11包含双芯光纤准直器111,法布里-泊罗标准具112,单芯光纤准直器113。其中,双芯光纤准直器111包含两根光纤,一根光纤作为梳状滤波器11输入端口,另外一根光纤作为宽带宽梳状光谱输出端口;单芯光纤准直器113的输出光纤作为窄带宽梳状光谱输出端口。经双芯光纤准直器111的输入端口入射的光束,在法布里-泊罗标准具112的前表面形成了多光束干涉的反射光谱,在法布里-泊罗标准具112的后表面形成了多光束干涉的透射光谱,反射光谱被双芯光纤准直器111接收并耦合进另外一根光纤中,透射光谱则由单芯光纤准直器113接收,以制作三端口的梳状滤波器11。
法布里-泊罗标准具112的腔长决定了法布里-泊罗标准具112透射和反射光谱的FSR(自由光谱),法布里-泊罗标准具112的FSR和腔面的反射率决定了法布里-泊罗标准具112透射光谱的带宽。因此,在实际制作过程中,可以依据可调谐激光器20的最小波长通道间隔,确定法布里-泊罗标准具112的腔长,可以依据可调谐激光器20波长的定标精度,确定法布里-泊罗标准具112的腔面的反射率。
方式二:基于上下载型微环滤波器实现,上下载型微环滤波器上载(Inport)端口作为梳状滤波器11的输入端口,下载端口(Dropport)端口作为梳状滤波器11的窄带宽梳状光谱输出端口,直通(throughport)端口作为梳状滤波器11的宽带宽梳状光谱输出端口。由于上下载型微环滤波器可以等效于法布理-泊罗标准具,相关特性不再赘述。
为了清楚解释本实施例的原理,如图5a~图6b所示,以第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1,对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱L1-1,第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1,对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱L2-1;第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port1-2,对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱L1-2,第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2,对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱L2-2,为例解释说明。
其中,λi-3、λi-2、λi-1、λi、λi+1、λi+2、λi+3……为依据ITU要求设定的标准波长,相邻波长之间相差一个可调谐激光器20的最小波长通道间隔。例如,λi-2与λi-1之间、λi-1与λi之间、λi+1与λi+2,均相差了一个波长通道间隔。在可选的实施例中,可调谐激光器20输出的激光的波长可以为λi-3、λi-2、λi-1、λi、λi+2、λi+3……。
针对第一梳状滤波器11-1,由图5a可知,窄带宽梳状光谱L1-1的峰值波长(λi-2、λi、λi+2……)与宽带宽梳状光谱L2-1的谷值波长(λi-2、λi、λi+2……)相对应。相邻峰值波长之间的间隔以及相邻谷值波长之间的间隔,等于可调谐激光器20的波长通道间隔的2倍。其中,前述峰值波长指的是窄带宽梳状光谱L1-1的峰值位置所对应的中心波长,前述谷值波长指的是宽带宽梳状光谱L2-1的谷值位置所对应的中心波长。
针对第二梳状滤波器11-2,由图5b可知,窄带宽梳状光谱L1-2的峰值波长(λi-1、λi+1、λi+3……)与宽带宽梳状光谱L2-2的谷值波长(λi-1、λi+1、λi+3……)相对应。相邻峰值波长之间的间隔以及相邻谷值波长之间的间隔,等于可调谐激光器20的波长通道间隔的2倍。其中,前述峰值波长指的是窄带宽梳状光谱L1-2的峰值位置所对应的中心波长,前述谷值波长指的是宽带宽梳状光谱L2-2的谷值位置处所对应的中心波长。
针对第一梳状滤波器11-1以及第二梳状滤波器11-2,窄带宽梳状光谱L1-1的峰值波长与窄带宽梳状光谱L1-2的峰值波长相差一个波长通道间隔。
如图6a所示,光谱图L3反映的是输出波长为λi的激光的光谱图,主模的中心波长(对应可调谐激光器20的输出波长λi)与窄带宽梳状光谱L1-1的峰值波长λi对准,即,落入窄带宽梳状光谱L1-1的通带区;左边模的中心波长大约为λi-1,右边模的中心波长大约为λi+1,即,落入窄带宽梳状光谱L1-1的阻带区。在窄带宽梳状光谱L1-1的作用下,第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1对应的滤波光谱可以滤除边模光谱,而允许主模光谱通过。
主模的中心波长(对应可调谐激光器20的输出波长λi)与宽带宽梳状光谱L2-1的谷值波长λi对准,即,落入宽带宽梳状光谱L2-1的阻带区;左边模的中心波长大约为λi-1,右边模的中心波长大约为λi+1,即,落入宽带宽梳状光谱L2-1的通带区。在宽带宽梳状光谱L2-1的作用下,第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1对应的滤波光谱可以滤除主模光谱,而允许边模光谱通过。
从而,达到分离主模光谱和边模光谱的目的,以对应探测主模光谱功率以及边模光谱功率,得到激光的边模抑制比。
在实际应用场景下,当可调谐激光器20输出与波长λi相差2n(n为正整数)个波长通道间隔的激光时,例如,激光的波长为λi-2、λi+2或λi+4等情况时,均可通过第一梳状滤波器11-1分离主模光谱与边模光谱。
如图6b所示,光谱图L3反映的是输出波长为λi+1的激光的光谱图,主模的中心波长(对应可调谐激光器20的输出波长λi+1)与窄带宽梳状光谱L1-2的峰值波长λi+1对准,即,落入窄带宽梳状光谱L1-2的通带区;左边模的中心波长大约为λi,右边模的中心波长大约为λi+2,即,落入窄带宽梳状光谱L1-2的阻带区。在窄带宽梳状光谱L1-2的作用下,第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port1-2对应的滤波光谱可以滤除边模光谱,而允许主模光谱通过。
主模的中心波长(对应可调谐激光器20的输出波长λi+1)与宽带宽梳状光谱L2-2的谷值波长λi+1对准,即,落入宽带宽梳状光谱L2-2的阻带区;左边模的中心波长大约为λi,右边模的中心波长大约为λi+2,即,落入宽带宽梳状光谱L2-2的通带区。在宽带宽梳状光谱L2-2的作用下,第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2对应的滤波光谱可以滤除主模光谱,而允许边模光谱通过。
从而,达到分离主模光谱和边模光谱的目的,以对应探测主模光谱功率以及边模光谱功率,得到激光的边模抑制比。
在实际应用场景下,当可调谐激光器20输出与波长λi+1相差2n(n为正整数)个波长通道间隔的激光时,例如,激光的波长为λi-3、λi-1或λi+3等情况时,均可通过第二梳状滤波器11-2分离主模光谱与边模光谱。
在本实施例中,当可调谐激光器20输出的主模中心波长,与第一梳状滤波器11-1或第二梳状滤波器11-2对应的窄带宽梳状光谱的某一峰值波长重合时,可调谐激光器20输出光谱的边模刚好处于第一梳状滤波器11-1或第二梳状滤波器11-2对应的宽带宽梳状光谱的通带区。第一梳状滤波器11-1或第二梳状滤波器11-2对应的第一输出端口,输出光功率采样值P1,可以反映可调谐激光器20的主模光谱功率;第一梳状滤波器11-1或第二梳状滤波器11-2对应的第二输出端口,输出的光功率采样值P2,可以反映可调谐激光器20输出光谱的边模的光功率。因此,主模光谱功率采样值P1与边模光谱功率采样值P2之比(P1/P2)即为激光的边模抑制比SMSR。
当主模的中心波长与标准波长(ITU波长)重合,即,与第一梳状滤波器11-1或第二梳状滤波器11-2某一峰值波长重合时,主模光谱功率P1和边模抑制比SMSR可以取得最大值。因此,边模抑制比SMSR的大小可以作为判决可调谐激光器20的输出波长与标准波长是否对准的判断依据,即,波长定标的一项判断判据。
在其他应用场景中,当第一梳状滤波器11-1的第一输出端口port1-1,对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,第一梳状滤波器11-1的第二输出端口port2-1,对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱;第二梳状滤波器11-2的第一输出端口port1-2,对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,第二梳状滤波器11-2的第二输出端口port2-2,对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱时,实现上述原理相似,在此不再赘述。
需要指出的是,由于第一梳状滤波器11-1或第二梳状滤波器11-2,对应的宽带宽梳状光谱具有通带宽、顶部平坦的特点,因此,在实际定标过程中,对可调谐激光器20主模和边模波长间距没有很严格的要求,主模和边模波长间距大约等于可调谐激光器20的最小波长通道间隔,即可采用本实施例的波长定标装置对可调谐激光器20进行波长定标。
在此需要说明的是,梳状滤波器11的峰值波长、谷值波长、相邻峰值波长之间的间隔以及相邻谷值波长之间的间隔是可以调节的,从而依据可调谐激光器20的输出波长以及最小波长通道间隔,配置相应的梳状滤波器11,以期对不同类型的可调谐激光器20进行波长定标,使得梳状滤波器11的适用性更广。
实施例3:
与上述实施例1以及实施例2相对应的,本实施例还提供一种可调谐激光器的波长定标方法,通过该波长定标的方法控制上述实施例的波长定标装置,完成可调谐激光器的波长定标。
结合图2~图4以及图8~图9,本实施例的可调谐激光器的波长定标方法,包括如下步骤:
步骤80:基于波长控制信号对可调谐激光器进行扫描测试,驱动所述可调谐激光器输出与所述波长控制信号相匹配的激光,其中,所述激光对应的光谱包括主模光谱以及边模光谱。
在本实施例中,***控制中心的设置单元依据波长控制信号的初始值、波长控制信号的扫描范围以及扫描步长,产生用于调节所述可调谐激光器的输出波长的波长控制信号,依据所述波长控制信号对所述可调谐激光器进行扫描测试。
在此,以可调谐激光器为四段式DBR可调谐激光器为例解释说明,设置单元产生控制信号的过程。采用地毯式扫描的方式,先固定移相区的控制电流不变,按照扫描步长依次设置前光栅反射区以及后光栅反射区的电流,以得到相应的波长控制信号,直至对应的电流值超出扫描范围。
***控制中心的处理单元依据波长控制信号对可调谐激光器进行扫描测试,驱动所述可调谐激光器输出与所述波长控制信号相匹配的激光,其中,所述激光对应的光谱包括主模光谱以及边模光谱。
步骤81:所述梳状滤波器的第一输出端口输出滤除边模光谱的激光,所述梳状滤波器的第二输出端口输出滤除主模光谱的激光,其中,所述梳状滤波器的第一输出端口以及所述梳状滤波器的第二输出端口,对应的滤波光谱均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,所述预设间隔等于所述可调谐激光器的波长通道间隔的乘以预设的倍数。
在本实施例中,所述梳状滤波器的第一输出端口输出滤除边模光谱的激光,所述梳状滤波器的第二输出端口输出滤除主模光谱的激光,其中,所述第一输出端口以及所述第二输出端口,对应的滤波光谱均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,所述预设间隔为相邻通带的中心波长之间的波长差值,所述预设间隔等于所述可调谐激光器的波长通道间隔乘以预设的倍数。
在优选的实施例中,所述梳状滤波器的数目为二,具体为第一梳状滤波器和第二梳状滤波器;所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的最小波长通道间隔;所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的最小波长通道间隔。其中,第一梳状滤波器的第一输出端口与第二梳状滤波器的第一输出端口,对应的滤波光谱类型相同;第一梳状滤波器的第二输出端口与第二梳状滤波器的第二输出端口,对应的滤波光谱类型相同,前述的极值波长指的是峰值波长或者谷值波长。在此,需要说明的是,峰值波长为通带对应的中心波长,谷值波长为阻带对应的中心,峰值波长以及谷值波长均对应与标准波长对准。
在本实施例中,所述梳状滤波器的第一输出端口输出滤除边模光谱的激光,所述梳状滤波器的第二输出端口输出滤除主模光谱的激光,从而分离激光的主模光谱以及边模光谱,以得到激光的边模抑制比。
步骤82:探测通过所述梳状滤波器的第一输出端口输出的激光的主模光谱功率,探测通过所述梳状滤波器的第二输出端口输出的激光的边模光谱功率。
在本实施例中,采用光功率探测器通过所述梳状滤波器的第一输出端口输出的激光的主模光谱功率,以及通过所述梳状滤波器的第二输出端口输出的激光的边模光谱功率。在实际应用场景下,所述光功率探测器可以为包含多个独立子探测器的单一器件,以对应探测输出端口输出的激光的功率。或者,所述光功率探测器的数目为多个,采用由多个光功率探测器形成的光功率探测阵列,探测相应输出端口输出的激光的功率。
步骤83:获取所述主模光谱功率以及所述边模光谱功率,得到边模抑制比。
在实际应用场景下,当可调谐激光器输出的主模中心波长,与第一梳状滤波器或第二梳状滤波器的窄带宽梳状光谱的某一峰值波长重合时,可调谐激光器输出光谱的边模刚好处于第一梳状滤波器或第二梳状滤波器的宽带宽梳状光谱的通带区。第一梳状滤波器或第二梳状滤波器的第一输出端口,输出光功率采样值P1,可以反映可调谐激光器的主模光谱功率;第一梳状滤波器或第二梳状滤波器的第二输出端口,输出的光功率采样值P2,可以反映可调谐激光器输出光谱的边模的光功率。因此,主模光谱功率采样值P1与边模光谱功率采样值P2之比(P1/P2)即为激光的边模抑制比SMSR。
步骤84:根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表。
当主模的中心波长与标准波长(ITU波长)重合,即,与第一梳状滤波器或第二梳状滤波器某一峰值波长重合时,主模光谱功率P1和边模抑制比SMSR可以取得最大值。因此,边模抑制比SMSR的大小可以作为判决可调谐激光器的输出波长与标准波长是否对准的判断依据,即,波长定标的一项判断判据。
参阅图9,步骤84包括如下步骤:
步骤841:判断边模抑制比是否不小于筛选阈值。
在本实施例中,判断边模抑制比是否不小于筛选阈值。若边模抑制比不小于筛选阈值,则执行步骤842;若边模抑制比小于筛选阈值,则执行步骤843。
步骤842:若边模抑制比不小于筛选阈值,则保留与所述边模抑制比相对应的波长控制信号,并依据边模抑制比以及与所述边模抑制比相对应的波长控制信号,建立初始定标查询表。
在本实施例中,若边模抑制比不小于筛选阈值,则保留与所述边模抑制比相对应的波长控制信号,***控制中心的记录单元记录所述光功率探测器所探测到的光功率值,并建立扫描数据记录表,其中,所述扫描数据记录表中包含波长控制信号,以及与所述波长控制信号相对应的光功率值。
步骤843:若边模抑制比小于筛选阈值,则剔除对应与边模抑制比相对应的波长控制信号。
步骤844:依据所述初始波长定标查询表,控制所述可调谐激光器发射激光。
在本实施例中,***控制中心的处理单元依据初始波长定标查询表,查询波长控制信号,然后根据波长控制信号控制所述可调谐激光器发射激光。
步骤845:测量波长控制信号对应触发的激光的实际波长以及光功率。
在本实施例中,可以采用光谱仪或者波长计准确测量激光的实际波长,并测量激光的光功率。
步骤846:依据波长控制信号、实际波长以及光功率建立最终波长定标查询表。
在本实施例中,对于同一波长,只保留出光功率最大的波长控制信号。然后,***控制中心的记录单元记录波长控制信号以及实际波长建立最终波长定标查询表。最终完成了可调谐激光器的波长定标,在实际使用中,可以通过最终波长定标查询表,调节可调谐激光器输出对应波长的激光。
关于波长定标的原理请参照图5a~图6b,以及实施例1中相关的文字解释,在此不再赘述。
在本实施例中,通过步骤80~步骤81,在对可调谐激光器进行扫描测试时,避免了反复切换滤波器的中心波长的操作,可以节省大量的测试时间,同时可以避免误操作,提高测试的准确度。
在本实施例中,通过步骤841~步骤843,对可调谐激光器的输出波长与标准波长是否对准进行初步判断,可以剔除大量的无用测试数据,减小了后续的波长定标测试的数据量,提高了测试效率。而且,梳状滤波器的成本较低,易于制作,适用于工业生产。
值得说明的是,上述装置和***内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思,具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(Read Only Memory,简写为ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory,简写为RAM)、磁盘或光盘等。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可调谐激光器的波长定标装置,其特征在于,所述可调谐激光器的波长定标装置包括:***控制中心、梳状滤波器以及光功率探测器;
所述***控制中心用于输出波长控制信号,以控制可调谐激光器输出与所述波长控制信号相匹配的激光,其中,所述激光对应的光谱包括主模光谱以及边模光谱;
所述梳状滤波器包括输入端口、第一输出端口以及第二输出端口,所述梳状滤波器的第一输出端口以及所述梳状滤波器的第二输出端口,对应的滤波光谱中均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,以对所述激光进行滤波处理,其中,所述预设间隔等于所述可调谐激光器的波长通道间隔乘以预设的倍数;
其中,所述预设间隔为所述可调谐激光器的波长通道间隔的二倍,所述梳状滤波器具体包括第一梳状滤波器和第二梳状滤波器;所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的波长通道间隔;所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的波长通道间隔;
所述梳状滤波器的输入端口用于接收所述激光,所述梳状滤波器的第一输出端口用于输出滤除边模光谱的激光,所述梳状滤波器的第二输出端口用于输出滤除主模光谱的激光;
所述光功率探测器用于探测通过所述第一输出端口输出的激光的主模光谱功率,以及通过所述第二输出端口输出的激光的边模光谱功率;
所述***控制中心用于根据所述光功率探测器获取所述主模光谱功率以及所述边模光谱功率,得到边模抑制比,根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表。
2.根据权利要求1所述的可调谐激光器的波长定标装置,其特征在于,所述可调谐激光器的波长定标装置还包括光分束器;
所述光分束器用于将所述激光分为二路,其中一路激光输入至所述第一梳状滤波器的输入端口,另一路激光输入至所述第二梳状滤波器的输入端口。
3.根据权利要求1或2所述的可调谐激光器的波长定标装置,其特征在于,所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱与所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱呈互补关系;
所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;或
所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;
其中,所述窄带宽梳状光谱的通带对应所述宽带宽梳状光谱的阻带,所述窄带宽梳状光谱的阻带对应所述宽带宽梳状光谱的通带,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与所述宽带宽梳状光谱的谷值波长对准。
4.根据权利要求1或2所述的可调谐激光器的波长定标装置,其特征在于,所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱与所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱呈互补关系;
所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;或
所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱为宽带宽梳状光谱,所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱为窄带宽梳状光谱,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与标准波长对准,所述宽带宽梳状光谱的谷值波长与标准波长对准;
其中,所述窄带宽梳状光谱的通带对应所述宽带宽梳状光谱的阻带,所述窄带宽梳状光谱的阻带对应所述宽带宽梳状光谱的通带,所述窄带宽梳状光谱的峰值波长与所述宽带宽梳状光谱的谷值波长对准。
5.根据权利要求1或2所述的可调谐激光器的波长定标装置,其特征在于,所述***控制中心包括设置单元、记录单元以及处理单元;
所述设置单元用于产生波长控制信号,依据所述波长控制信号对所述可调谐激光器进行扫描测试;
所述记录单元用于记录所述光功率探测器所探测到的光功率值,并建立扫描数据记录表,其中,所述扫描数据记录表中包含波长控制信号,以及与所述波长控制信号相对应的光功率值;
所述处理单元用于依据所述扫描数据记录表,获取与波长控制信号相对应的激光的边模抑制比,并筛选出边模抑制比不小于筛选阈值的目标边模抑制比,依据所述目标边模抑制比以及与所述目标边模抑制比相对应的波长控制信号,建立初始波长定标查询表。
6.根据权利要求5所述的可调谐激光器的波长定标装置,其特征在于,所述***控制中心还用于依据所述初始波长定标查询表,控制所述可调谐激光器发射激光,并测量波长控制信号对应触发的激光的实际波长以及光功率,依据波长控制信号、实际波长以及光功率建立最终波长定标查询表。
7.一种可调谐激光器的波长定标方法,其特征在于,所述可调谐激光器的波长定标方法包括:
基于波长控制信号对可调谐激光器进行扫描测试,驱动所述可调谐激光器输出与所述波长控制信号相匹配的激光,其中,所述激光对应的光谱包括主模光谱以及边模光谱;
梳状滤波器的第一输出端口输出滤除边模光谱的激光,所述梳状滤波器的第二输出端口输出滤除主模光谱的激光,其中,所述梳状滤波器的第一输出端口以及所述梳状滤波器的第二输出端口,对应的滤波光谱均包括按照预设间隔排列的通带和阻带,所述预设间隔等于所述可调谐激光器的波长通道间隔的乘以预设的倍数;其中,所述预设间隔为所述可调谐激光器的波长通道间隔的二倍,所述梳状滤波器具体包括第一梳状滤波器和第二梳状滤波器;所述第一梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第一输出端口对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的波长通道间隔;所述第一梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱中的极值波长,与所述第二梳状滤波器的第二输出端口对应的滤波光谱中的极值波长之间的波长间隔,等于所述可调谐激光器的波长通道间隔;
探测通过所述梳状滤波器的第一输出端口输出的激光的主模光谱功率,探测通过所述梳状滤波器的第二输出端口输出的激光的边模光谱功率;
获取所述主模光谱功率以及所述边模光谱功率,得到边模抑制比;
根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表。
8.根据权利要求7所述的可调谐激光器的波长定标方法,其特征在于,所述根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表包括:
判断边模抑制比是否不小于筛选阈值;
若边模抑制比不小于筛选阈值,则保留与所述边模抑制比相对应的波长控制信号,并依据边模抑制比以及与所述边模抑制比相对应的波长控制信号,建立初始定标查询表。
9.根据权利要求8所述的可调谐激光器的波长定标方法,其特征在于,所述根据所述边模抑制比确定所述可调谐激光器的输出波长与标准波长对准后,建立波长定标查询表包括:
依据所述初始波长定标查询表,控制所述可调谐激光器发射激光;
测量波长控制信号对应触发的激光的实际波长以及光功率;
依据波长控制信号、实际波长以及光功率建立最终波长定标查询表。
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