一種可調(diào)諧激光器的表征方法及裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種可調(diào)諧激光器的表征方法及裝置，用以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的可調(diào)諧激光器的表征，并且具有普適性，適用于具有任意多個(gè)控制信號(hào)的可調(diào)諧激光器。該方法為：將可調(diào)諧激光器的輸出光耦合進(jìn)光纖，然后通過(guò)分束器分為兩路，一路通過(guò)光學(xué)帶通濾光器，一路通過(guò)光學(xué)帶阻濾波器，光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的中心波長(zhǎng)設(shè)置在目標(biāo)波長(zhǎng)λ0處，然后分別連接到探測(cè)器上；通過(guò)電腦或者微處理器來(lái)改變調(diào)諧激光器的控制信號(hào)以及采集探測(cè)器探測(cè)到的光功率；隨機(jī)產(chǎn)生初始的控制信號(hào)組合，以通過(guò)光學(xué)帶通濾波器的光功率P1和通過(guò)光學(xué)帶阻濾波器的光功率P2之比R作為優(yōu)化的判據(jù)，通過(guò)優(yōu)化算法尋找穩(wěn)定輸出目標(biāo)波長(zhǎng)λ0所需要的控制信號(hào)組合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種可調(diào)諧激光器的表征方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)諧激光器的表征方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光通信技術(shù)的快速發(fā)展，可調(diào)諧激光器受到了廣泛的關(guān)注和研究。在密集波分復(fù)用系統(tǒng)和下一代可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)中，可調(diào)諧激光器被視為不可或缺的關(guān)鍵器件之一。在近幾十年，研究者提出了許多種不同的可調(diào)諧激光器調(diào)諧方案。其中商業(yè)可用的單片集成可調(diào)諧激光器主要有分布式反饋(Distributed Feedback，DFB)激光器陣列和分布式反射(Distributed Bragg Reflector，DBR)類(lèi)及其類(lèi)似結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧激光器。DFB激光器是通過(guò)溫控改變光柵的布拉格波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧，如InP基的DFB激光器的溫度調(diào)諧系數(shù)約為
0.lnm/°C。因此DFB激光器陣列的控制需要非常精確的溫度控制;DBR類(lèi)及其類(lèi)似結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧激光器是通過(guò)注入電流改變材料折射率實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧的。普通DBR可調(diào)諧激光器一般由三部分組成，有源區(qū)，相位區(qū)，光柵區(qū)。通過(guò)向DBR光柵區(qū)注入電流可以改變其反射峰的峰值波長(zhǎng)，通過(guò)向相位區(qū)注入電流可以改變激光器縱模的波長(zhǎng)，協(xié)同二者可以實(shí)現(xiàn)激光器波長(zhǎng)的調(diào)諧。但是通過(guò)注入電流只能改變有限的折射率，所以DBR可調(diào)諧激光器的調(diào)諧范圍一般在5-10nm。為了提高調(diào)諧范圍，許多改進(jìn)的DBR型可調(diào)諧激光器被提出，如取樣光柵分布布拉格反射式(SG-DBR)可調(diào)諧激光器、超結(jié)構(gòu)光柵分布布拉格反射式(SSG-DBR)、數(shù)字超模分布布拉格反射式(DS-DBR)可調(diào)諧激光器等。除了 DS-DBR可調(diào)諧激光器，它們一般需要三個(gè)控制電流來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)波長(zhǎng)的輸出。另外還有很多新型的大范圍可調(diào)諧激光器，其調(diào)諧原理各不相同，相應(yīng)的表征和控制也有所差別。
[0003]在現(xiàn)代光通信的應(yīng)用中，對(duì)可調(diào)諧激光器最基本的要求就是能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定地輸出目標(biāo)波長(zhǎng)同時(shí)具有高的邊摸抑制比(Side-Mode Suppress1n-Rat1，SMSR)。要控制可調(diào)諧激光器，首先需要建立一個(gè)查找表。通過(guò)查找表，使用者能夠找到可調(diào)諧激光器不同區(qū)域需要注入多大的電流才能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)波長(zhǎng)以及相應(yīng)功率的輸出。大部分的可調(diào)諧激光器最多只有3個(gè)控制電流，查找表的建立方式一般是通過(guò)光譜儀掃譜的方式實(shí)現(xiàn)的，即逐點(diǎn)掃描控制電流(不包括相位區(qū))然后通過(guò)光譜儀記錄相應(yīng)的輸出波長(zhǎng)、輸出功率、SMSR等信息，如圖1展示了通過(guò)光譜儀掃譜表征SG-DBR可調(diào)諧激光器的SMSR二維圖。由于光譜儀掃譜是一個(gè)相對(duì)較慢的過(guò)程，為了得到精確的掃譜結(jié)果，往往需要掃描上萬(wàn)個(gè)電流組合，因此一次完整的可調(diào)諧激光器表征需要耗費(fèi)非常長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)掃譜完成之后還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理才能得到最終的查找表。對(duì)于量產(chǎn)的可調(diào)諧激光器而言，由于每個(gè)激光器制作存在差異，通過(guò)光譜儀來(lái)進(jìn)行掃譜的表征方式大大降低了激光器的生產(chǎn)效率，不利于降低激光器的生產(chǎn)成本。因此如何降低可調(diào)諧激光器的表征時(shí)間是一個(gè)非常實(shí)際且至關(guān)重要的問(wèn)題。
[0004]為了解決通過(guò)光譜儀掃譜來(lái)表征可調(diào)諧激光器耗時(shí)的問(wèn)題，研究者提出了在逐點(diǎn)掃描控制電流時(shí)只通過(guò)光功率計(jì)記錄可調(diào)諧激光器的輸出功率來(lái)表征激光器。因?yàn)閺墓β视?jì)讀取功率非?？焖?，這樣做大大地降低可調(diào)諧激光器的表征時(shí)間。但是可調(diào)諧激光器的輸出功率會(huì)受電流注入引起的自由載流子吸收的影響，這種簡(jiǎn)化的表征方法所產(chǎn)生的結(jié)果會(huì)偏離理想的控制電流組合，尤其是對(duì)輸出光需要經(jīng)過(guò)一個(gè)控制電流注入?yún)^(qū)的可調(diào)諧激光器，如SG-DBR可調(diào)諧激光器，SSG-DBR可調(diào)諧激光器，DS-DBR可調(diào)諧激光器等。為了克服監(jiān)測(cè)輸出功率來(lái)表征可調(diào)諧激光器的缺陷，G.Sarlet等人提出了通過(guò)監(jiān)測(cè)激光器有源區(qū)結(jié)電壓的方法來(lái)表征調(diào)諧激光器(Sarlet G ,Morthier G ,Baets R.Wavelength and modestabilizat1n of widely tunable SG-DBR and SSG-DBR lasers[J].1EEE PhotonicsTechnology Letters，1999,11(11): 1351-1353.)。當(dāng)目標(biāo)輸出波長(zhǎng)具有最高反射并與激光器縱模重合時(shí)，該波長(zhǎng)的閾值增益和載流子濃度最低。如果該波長(zhǎng)的反射減小或者與縱模偏離時(shí)，該波長(zhǎng)的閾值增益和載流子濃度會(huì)相應(yīng)增加。由于有源區(qū)結(jié)電壓和載流子濃度相關(guān)，有源區(qū)結(jié)電壓也會(huì)增大，并且有源區(qū)結(jié)電壓受電流注入引起的自由載流子吸收的影響非常小。因此，在逐點(diǎn)掃描控制電流時(shí)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)有源區(qū)的結(jié)電壓來(lái)表征可調(diào)諧激光器。雖然通過(guò)監(jiān)測(cè)有源區(qū)結(jié)電壓來(lái)表征可調(diào)諧激光器可以快速、準(zhǔn)確的表征可調(diào)諧激光器，但是如果可調(diào)諧激光器的控制電流增多(大于3個(gè))，該方法同樣變得耗時(shí)，并且同樣需要對(duì)掃譜的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理才能得到最終的查找表。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種新的可調(diào)諧激光器的表征方法及裝置，克服現(xiàn)有的可調(diào)諧激光器的表征方法需要逐點(diǎn)掃描控制信號(hào)并且不適用于具有大于3個(gè)控制信號(hào)的可調(diào)諧激光器的缺陷。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于優(yōu)化算法的可調(diào)諧激光器的表征方法及裝置。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供的具體技術(shù)方案如下:
[0008]一方面，提供了一種基于優(yōu)化算法的可調(diào)諧激光器的表征方法，包括:
[0009]固定激光器有源區(qū)的電流不變。將激光器的輸出光耦合進(jìn)光纖，然后通過(guò)分束器分為兩路，分別通過(guò)光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器，并且將光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的中心波長(zhǎng)設(shè)置在目標(biāo)波長(zhǎng)λο處；
[0010]設(shè)置控制信號(hào)的范圍，根據(jù)所述控制信號(hào)的范圍，產(chǎn)生控制信號(hào)的組合，并將該控制信號(hào)組合施加在可調(diào)諧激光器的相應(yīng)控制區(qū)域；
[0011]分別對(duì)光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率PdPP2進(jìn)行采樣獲取采樣值，并計(jì)算出判據(jù)一一所述采樣值的比值，即R=Pl/P2。所述的判據(jù)不局限于光學(xué)帶通濾波器輸出光功率與光學(xué)帶阻濾波器輸出光功率之比，還可以根據(jù)不同的可調(diào)諧激光器選擇不同的判據(jù)，如光學(xué)帶通的輸出光功率P1、光學(xué)帶阻的輸出光功率P2等。
[0012]根據(jù)一定的優(yōu)化算法來(lái)調(diào)整上述控制信號(hào)組合以最大化上述判據(jù)。其中優(yōu)化算法包括粒子群算法、遺傳算法、爬山算法等優(yōu)化算法。
[0013]當(dāng)確認(rèn)上述判據(jù)已經(jīng)合適地最大化以后，記錄相應(yīng)的控制信號(hào)組合作為可調(diào)諧激光器輸出目標(biāo)波長(zhǎng)λο所需要的實(shí)際控制組合。
[0014]變化目標(biāo)波長(zhǎng)到，并重復(fù)上述表征過(guò)程，直到獲得整個(gè)調(diào)諧范圍內(nèi)所有需要波長(zhǎng)的全部控制信號(hào)組合。
[0015]另一方面，提供了一種可調(diào)諧激光器的表征裝置，包括:
[0016]控制模塊，用于調(diào)整控制信號(hào)模塊的輸出以及對(duì)探測(cè)器所探測(cè)到的光功率進(jìn)行采樣并獲取采樣值；
[0017]控制信號(hào)模塊，用于提供可調(diào)諧激光器不同區(qū)域的控制信號(hào)；
[0018]溫控模塊，用于可調(diào)諧激光器的溫度控制；
[0019]光學(xué)濾波模塊，用于可調(diào)諧激光器輸出光的濾波；
[0020]光功率探測(cè)模塊，用于探測(cè)光學(xué)濾波模塊的輸出光功率。
[0021]所述光學(xué)濾波模塊，包含分束器、光學(xué)帶通濾波器以及光學(xué)帶阻濾波器。
[0022]所述分束器，用于將可調(diào)諧激光器的輸出光分為兩路。一路作為光學(xué)帶通濾波器的輸入，另一路作為光學(xué)帶阻濾波器的輸入；
[0023]所述光學(xué)帶通濾波器，用于濾除目標(biāo)波長(zhǎng)λ。以外的光功率；
[0024]所述光學(xué)帶阻濾波器，用于濾除目標(biāo)波長(zhǎng)λο處的光功率。
[0025]所述光功率探測(cè)模塊，包含兩個(gè)光功率探測(cè)器，分別用于探測(cè)光學(xué)帶通濾波器以及光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率。
[0026]所述溫控模塊，包含熱敏電阻、制冷片以及制冷片驅(qū)動(dòng)電路等。
[0027]相較于其它可調(diào)諧激光器表征方法，本發(fā)明提出的可調(diào)諧激光器的表征方法及裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]1、靈活性高且優(yōu)化結(jié)果波長(zhǎng)準(zhǔn)確性高。本發(fā)明所述的可調(diào)諧激光器的表征方法通過(guò)設(shè)置光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的中心波長(zhǎng)可以?xún)?yōu)化得到輸出任意波長(zhǎng)所需的控制信息;通過(guò)限制光學(xué)帶通濾波器的帶寬，如15GHz，可以使得優(yōu)化結(jié)果對(duì)應(yīng)的激射波長(zhǎng)與目標(biāo)波長(zhǎng)的差值小于IGHz。
[0029]2、優(yōu)化結(jié)果單模特性好。本發(fā)明所述的可調(diào)諧激光器的表征方法是通過(guò)光學(xué)帶通濾波器與光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率之比來(lái)近似模擬邊摸抑制比，所以?xún)?yōu)化結(jié)果能過(guò)獲得高的邊摸抑制比，使得優(yōu)化結(jié)果具有好的單模特性。
[0030]3、表征速度快。本發(fā)明所述的可調(diào)諧激光器的表征方法是基于探測(cè)光功率實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)樽x取光功率非常快，所以該方法可以非?？焖俚耐瓿赡繕?biāo)波長(zhǎng)的表征。如果只需表征少量波長(zhǎng)，如光通信C波段50GHz間隔的80個(gè)通道，本發(fā)明所述的可調(diào)諧激光器的表征方法具有非常大的優(yōu)勢(shì)。
[0031]4、數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單?，F(xiàn)有技術(shù)通過(guò)掃譜來(lái)表征可調(diào)諧激光器的方法在獲得了掃譜的所有數(shù)據(jù)之后，需要篩選出有用的數(shù)據(jù)點(diǎn)，然而這些有用的數(shù)據(jù)點(diǎn)只包含部分波長(zhǎng)的控制信息，如果目標(biāo)波長(zhǎng)不在數(shù)據(jù)點(diǎn)處，則需要通過(guò)曲線(xiàn)擬合、插值等方法獲取目標(biāo)波長(zhǎng)處的控制電流信息;而本發(fā)明所述的可調(diào)諧激光器的表征方法可以直接通過(guò)優(yōu)化算法一次性獲取輸出目標(biāo)波長(zhǎng)所需的所有控制信息。因此，本發(fā)明所述的可調(diào)諧激光器的表征方法的數(shù)據(jù)處理更簡(jiǎn)單。
[0032]5、可全自動(dòng)完成可調(diào)諧激光器的表征。本發(fā)明所述的可調(diào)諧激光器的表征裝置可以通過(guò)計(jì)算機(jī)或者微處理器編程實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧激光器的全自動(dòng)化表征，有利于可調(diào)諧激光器的量產(chǎn)，降低可調(diào)諧激光器生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0033]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。
[0034]圖1為SG-DBR可調(diào)諧激光器SMSR掃譜示意圖。
[0035]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中可調(diào)諧激光器的表征流程示意圖。
[0036]圖3為本發(fā)明第一具體實(shí)施例中可調(diào)諧激光器的表征流程圖。
[0037]圖4(a)為應(yīng)用本發(fā)明表征SG-DBR可調(diào)諧激光器80個(gè)通道的SMSR的結(jié)果。
[0038]圖4(b)為應(yīng)用本發(fā)明表征SG-DBR可調(diào)諧激光器的80個(gè)通道的控制電流的結(jié)果。
[0039]圖5(a)為應(yīng)用本發(fā)明表征MGY可調(diào)諧激光器的80個(gè)通道的SMSR的結(jié)果。
[0040]圖5(b)為應(yīng)用本發(fā)明表征MGY可調(diào)諧激光器的80個(gè)通道的控制電流的結(jié)果。
[0041 ]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中可調(diào)諧激光器的表征裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]本發(fā)明第一實(shí)施例中，如附圖2所示，提供了一種可調(diào)諧激光器的表征方法。該方法的具體執(zhí)行過(guò)程如下:
[0043]步驟201:設(shè)定可調(diào)諧激光器參數(shù)、濾波器中心波長(zhǎng)以及控制信號(hào)范圍。
[0044]具體地，固定激光器有源區(qū)的電流不變;將激光器的輸出光耦合進(jìn)光纖，然后通過(guò)分束器分為兩路，分別通過(guò)光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器，并且將光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的中心波長(zhǎng)設(shè)置在目標(biāo)波長(zhǎng)λο處;設(shè)置控制信號(hào)的范圍。
[0045]步驟202:產(chǎn)生控制信號(hào)組合，計(jì)算判據(jù)值，通過(guò)優(yōu)化算法使判據(jù)最大化。
[0046]具體地，根據(jù)設(shè)定的控制信號(hào)的范圍，產(chǎn)生控制信號(hào)的組合，并將該控制信號(hào)組合施加在可調(diào)諧激光器的相應(yīng)控制區(qū)域。分別對(duì)光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率PjPP2進(jìn)行采樣獲取采樣值，并計(jì)算出判據(jù)一一所述采樣值的比值，S卩R = P^P2 ο根據(jù)優(yōu)化算法來(lái)調(diào)整上述控制信號(hào)組合以最大化上述判據(jù)。當(dāng)確認(rèn)上述判據(jù)已經(jīng)合適地最大化以后，記錄相應(yīng)的控制信號(hào)組合作為可調(diào)諧激光器輸出目標(biāo)波長(zhǎng)λο所需要的實(shí)際控制信號(hào)組合。
[0047]步驟203:重復(fù)以上過(guò)程，直至得到整個(gè)調(diào)諧范圍所需波長(zhǎng)的控制信息。
[0048]以下通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例，結(jié)合附圖3所示，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)諧激光器的表征方法進(jìn)行完整、詳細(xì)的說(shuō)明，其中優(yōu)化算法為粒子群算法。
[0049]步驟301:初始化
[0050]具體地，固定激光器有源區(qū)的電流不變;將激光器的輸出光耦合進(jìn)光纖，然后通過(guò)分束器分為兩路，分別通過(guò)光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器，并且將光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的中心波長(zhǎng)設(shè)置在目標(biāo)波長(zhǎng)λο處。
[0051 ] 步驟302:產(chǎn)生控制信號(hào)組合；
[0052]設(shè)置控制信號(hào)的范圍，根據(jù)所述控制信號(hào)的范圍，隨機(jī)產(chǎn)生Ν(Ν>1)組初始控制信號(hào)組合。
[0053]步驟303:計(jì)算判據(jù)；
[0054]將所述的第一個(gè)控制信號(hào)組合施加在可調(diào)諧激光器相應(yīng)的區(qū)域，分別對(duì)光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率PjPP2進(jìn)行采樣獲取采樣值，并計(jì)算出判據(jù)一一所述采樣值的比值，即R = PlZP2;重復(fù)第一個(gè)控制信號(hào)組合采樣、計(jì)算的過(guò)程，直至計(jì)算出N組控制信號(hào)組合對(duì)應(yīng)的N個(gè)判據(jù)。
[0055]步驟304:判據(jù)是否收斂。
[0056]找出全局最優(yōu)，并判斷全局最優(yōu)對(duì)應(yīng)的判據(jù)值是否最大化并且收斂。
[0057]粒子群算法中，每一組控制信號(hào)作為一個(gè)獨(dú)立的粒子尋找輸出目標(biāo)波長(zhǎng)λο所需的最佳控制信號(hào)組合。在尋找的過(guò)程中，每一個(gè)粒子對(duì)應(yīng)一個(gè)局部最優(yōu)來(lái)記錄該粒子找到的判據(jù)最大的控制信號(hào)組合。所有的粒子對(duì)應(yīng)一個(gè)全局最優(yōu)來(lái)記錄所有粒子找到的判據(jù)最大的控制信號(hào)組合。在每一次尋找完成之后，都要更新局部最優(yōu)和全局最優(yōu)。具體地，當(dāng)尋找次數(shù)為I時(shí)，當(dāng)前每個(gè)控制信號(hào)組合以及對(duì)應(yīng)的判據(jù)作為局部最優(yōu)，找出當(dāng)前N個(gè)判據(jù)的最大值以及對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)組合作為全局最優(yōu)；當(dāng)尋找次數(shù)大于I時(shí)，將當(dāng)前的N個(gè)判據(jù)與相應(yīng)的局部最優(yōu)的判據(jù)進(jìn)行比較，如果當(dāng)前判據(jù)大于相應(yīng)的局部最優(yōu)的判據(jù)，則將相應(yīng)的局部最優(yōu)替換為當(dāng)前的控制信號(hào)組合以及對(duì)應(yīng)的判據(jù)，反之保持局部最優(yōu)不變。找出當(dāng)前N個(gè)判據(jù)的最大值與全局最優(yōu)進(jìn)行比較，如果當(dāng)前判據(jù)的最大值大于全局最優(yōu)的判據(jù)，則將全局最優(yōu)替換為當(dāng)前判據(jù)最大值以及對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)組合，反之保持全局最優(yōu)不變。
[0058]其他的優(yōu)化算法，如遺傳算法、爬山算法，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)上述粒子群算法尋找判據(jù)最大值以及對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)組合的原理，進(jìn)行運(yùn)用實(shí)現(xiàn)。故不再贅述。
[0059]步驟305:計(jì)算新的控制信號(hào)組合。
[0060]如果全局最優(yōu)對(duì)應(yīng)的判據(jù)沒(méi)有收斂，則將當(dāng)前控制信號(hào)組合，局部最優(yōu)以及全局最優(yōu)進(jìn)行加權(quán)產(chǎn)生下一次尋找的N組控制信號(hào)組合。
[0061]步驟306:優(yōu)化結(jié)果是否符合要求。
[0062]結(jié)束尋找之后，將全局最優(yōu)的控制信號(hào)組合施加到可調(diào)諧激光器相應(yīng)的區(qū)域，判斷激光器的輸出是否符合優(yōu)化要求。
[0063]具體地，將可調(diào)諧激光器的輸出光的一部分耦合進(jìn)光譜分析儀，讀取出輸出光的峰值波長(zhǎng)以及SMSR等信息，如果峰值波長(zhǎng)與優(yōu)化的目標(biāo)波長(zhǎng)的偏差小于IGHz且邊摸抑制比高，則優(yōu)化結(jié)果符合要求，否則重復(fù)步驟302、303、304、305，直至優(yōu)化結(jié)果符合要求。
[0064]步驟307:存儲(chǔ)優(yōu)化結(jié)果。
[0065]將全局最優(yōu)的控制信號(hào)組合，可調(diào)諧激光器實(shí)際輸出峰值波長(zhǎng)以及邊摸抑制比等信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
[0066]步驟308:結(jié)束。
[0067]在實(shí)際的優(yōu)化過(guò)程中，判據(jù)是否能夠最大化并收斂和產(chǎn)生的初始控制信號(hào)組合有很大的關(guān)系。在少數(shù)情況下，會(huì)出現(xiàn)全局最優(yōu)對(duì)應(yīng)的判據(jù)無(wú)法達(dá)到預(yù)期的值。因此，可以設(shè)置一定的尋找次數(shù)，如果尋找次數(shù)超過(guò)設(shè)定值判據(jù)還未到達(dá)預(yù)期的值，則強(qiáng)制終止尋找，然后重新從步驟302開(kāi)始。
[0068]以上流程為單個(gè)波長(zhǎng)的優(yōu)化過(guò)程。優(yōu)化下一個(gè)波長(zhǎng)人工時(shí)，只需要將光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的中心波長(zhǎng)重新設(shè)定在入工即可。這樣重復(fù)優(yōu)化不同波長(zhǎng)，就可以得到整個(gè)調(diào)諧范圍內(nèi)所需要波長(zhǎng)的所有控制信息。
[0069]為了驗(yàn)證本發(fā)明的可行性，將第一具體實(shí)施例的優(yōu)化過(guò)程應(yīng)用到已經(jīng)商業(yè)量產(chǎn)的SG-DBR可調(diào)諧激光器和MGY可調(diào)諧激光器上，其中控制信號(hào)為電流。如附圖4和5所示，在這里只展示了 C通道50GHz間隔的80個(gè)波長(zhǎng)的表征結(jié)果。附圖4為將本發(fā)明應(yīng)用到SG-DBR可調(diào)諧激光器上的表征結(jié)果:附圖4(a)為C波段80個(gè)通道的前光柵區(qū)與后光柵區(qū)控制電流的表征結(jié)果；附圖4(b)為該80個(gè)通道SMSR的表征結(jié)果。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果可知，80個(gè)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)誤差都在IGHz以?xún)?nèi)，同時(shí)邊模抑制比達(dá)到了48dB以上。附圖5為將本發(fā)明應(yīng)用到MGY可調(diào)諧激光器上的表征結(jié)果:附圖5(a)為C波段80個(gè)通道的左光柵區(qū)與右光柵區(qū)控制電流的表征結(jié)果；附圖5(b)為該80個(gè)通道SMSR的表征結(jié)果。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果可知，80個(gè)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)誤差都在IGHz內(nèi)，同時(shí)邊摸抑制比達(dá)到了43dB以上。以上兩種可調(diào)諧激光器的波長(zhǎng)表征結(jié)果都達(dá)到了商業(yè)需求，并且可以和通過(guò)掃譜的方式的表征結(jié)果相比擬。除此之外，本發(fā)明最大的優(yōu)勢(shì)在于表征時(shí)間短和后續(xù)數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單。利用本發(fā)明提出的基于優(yōu)化算法的可調(diào)諧激光器表征方法，80個(gè)波長(zhǎng)的優(yōu)化最快可以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，同時(shí)優(yōu)化結(jié)果即為最終表征結(jié)果，無(wú)需后續(xù)處理。而通過(guò)光譜儀掃譜的方式至少需要數(shù)小時(shí)，還需要對(duì)掃譜獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理才能得到80個(gè)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)表征結(jié)果。
[0070]本發(fā)明實(shí)施例中，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)不同的可調(diào)諧激光器和需求對(duì)以上優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，以減少優(yōu)化時(shí)間。例如，一般情況下，激光器的激射模式在小范圍控制信號(hào)內(nèi)保持不變。控制信號(hào)一般取在該模式所在的控制信號(hào)范圍的中心附近，這樣可以保證可調(diào)諧激光器長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地工作。因此，進(jìn)一步地，可以將優(yōu)化過(guò)程分為兩步:先尋找目標(biāo)波長(zhǎng)所在模式的控制信息范圍；然后在該模式所在的控制信息范圍內(nèi)通過(guò)優(yōu)化算法尋找輸出目標(biāo)波長(zhǎng)所需的控制信息。
[0071]本發(fā)明第二實(shí)施例中，如附圖6所示，一種可調(diào)諧激光器的表征裝置，該裝置的具體實(shí)施可參見(jiàn)上述方法部分的描述，重復(fù)之處不在贅述，該裝置主要包括控制模塊601，電流源模塊602，溫控模塊603，光學(xué)濾波模塊604，光功率探測(cè)模塊605，其中:
[0072]控制模塊601，用于電流源電流輸出的控制以及對(duì)光功率探測(cè)模塊605探測(cè)功率進(jìn)行米樣獲得米樣值；
[0073]電流源模塊602，用于提供可調(diào)諧激光器不同區(qū)域的電流注入；
[0074]溫控模塊603，用于可調(diào)諧激光器的工作溫度控制，使激光器能夠穩(wěn)定的工作；所述溫控模塊，包含熱敏電阻、制冷片以及制冷片驅(qū)動(dòng)電路等。
[0075]光學(xué)濾波模塊604，用于可調(diào)諧激光器輸出光的濾波。光學(xué)濾波模塊604包含分束器、光學(xué)帶通濾波器以及光學(xué)帶阻濾波器。具體地，分束器用于將可調(diào)諧激光器的輸出光分為兩路。一路作為光學(xué)帶通濾波器的輸入，另一路作為光學(xué)帶阻濾波器的輸入;光學(xué)帶通濾波器用于濾除目標(biāo)波長(zhǎng)λο以外的光功率;光學(xué)帶阻濾波器用于濾除目標(biāo)波長(zhǎng)λο處的光功率。
[0076]光功率探測(cè)模塊605，用于探測(cè)光學(xué)濾波模塊604的輸出光功率。光功率探測(cè)模塊605包含兩個(gè)光功率探測(cè)器，分別用于探測(cè)光學(xué)帶通濾波器以及光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率。
[0077]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)諧激光器的表征方法，其特征在于，包括以下步驟: 將激光器有源區(qū)的電流維持不變，將激光器的輸出光耦合進(jìn)光纖，然后通過(guò)分束器分為兩路，分別通過(guò)光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器，并且將光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的中心波長(zhǎng)設(shè)置在某個(gè)目標(biāo)波長(zhǎng)λο處； 設(shè)置所述可調(diào)諧激光器的控制信號(hào)的范圍，根據(jù)所述控制信號(hào)的范圍，產(chǎn)生初始控制信號(hào)組合，并將該控制信號(hào)組合施加在可調(diào)諧激光器的相應(yīng)控制區(qū)域； 分別對(duì)所述光學(xué)帶通濾波器和光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率P1、P2進(jìn)行采樣獲取采樣值，并計(jì)算出判據(jù)R，R=Pi/P2; 優(yōu)化調(diào)整上述控制信號(hào)組合使所述述判據(jù)最大化； 當(dāng)確認(rèn)上述判據(jù)已經(jīng)最大化并收斂以后，記錄相應(yīng)的控制信號(hào)組合作為可調(diào)諧激光器輸出目標(biāo)波長(zhǎng)λο所需要的實(shí)際控制組合。2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光器的表征方法，其特征在于，還包括， 逐個(gè)改變目標(biāo)波長(zhǎng)，重復(fù)上述目標(biāo)波長(zhǎng)為λο的表征過(guò)程，直到獲得整個(gè)調(diào)諧范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)組合。3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光器的表征方法，其特征在于，所述優(yōu)化調(diào)整上述控制信號(hào)組合使所述述判據(jù)最大化，即對(duì)所述控制信號(hào)組合采用優(yōu)化算法進(jìn)行調(diào)整，使所述述判據(jù)最大化，所述優(yōu)化算法包括粒子群算法，遺傳算法、爬山算法。4.一種可調(diào)諧激光器的表征裝置，其特征在于，包括:控制模塊，控制信號(hào)模塊，光學(xué)濾波模塊和光功率探測(cè)模塊， 所述控制模塊，用于調(diào)整所述控制信號(hào)模塊的輸出以及對(duì)所述光功率探測(cè)模塊所探測(cè)到的光功率進(jìn)行采樣并獲取采樣值； 控制信號(hào)模塊，用于提供可調(diào)諧激光器不同區(qū)域的控制信號(hào)； 光學(xué)濾波模塊，用于可調(diào)諧激光器輸出光的濾波； 光功率探測(cè)模塊，用于探測(cè)光學(xué)濾波模塊的輸出光功率。5.如權(quán)利要求4所述的表征裝置，其特征在于，還包括溫控模塊，用于可調(diào)諧激光器的溫度控制。6.如權(quán)利要求5所述的表征裝置，其特征在于，所述的溫控模塊具體包括:熱敏電阻、制冷片以及制冷片驅(qū)動(dòng)電路。7.如權(quán)利要求4所述的表征裝置，其特征在于，所述的光學(xué)濾波模塊具體包括分束器、光學(xué)帶通濾波器以及光學(xué)帶阻濾波器； 所述分束器，用于將可調(diào)諧激光器的輸出光分為兩路:一路作為光學(xué)帶通濾波器的輸入，另一路作為光學(xué)帶阻濾波器的輸入； 所述光學(xué)帶通濾波器，用于濾除目標(biāo)波長(zhǎng)以外的光功率； 所述光學(xué)帶阻濾波器，用于濾除目標(biāo)波長(zhǎng)處的光功率。8.如權(quán)利要求4所述的表征裝置，其特征在于，所述的功率探測(cè)模塊包括兩個(gè)光功率探測(cè)器，分別用于探測(cè)光學(xué)帶通濾波器以及光學(xué)帶阻濾波器的輸出光功率。
【文檔編號(hào)】H01S5/12GK105826811SQ201610296428
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】國(guó)偉華, 陳泉安, 陸巧銀
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)