[发明专利]一种可调谐激光器的控制电路及控制方法

说明书

本发明公开了一种可调谐激光器的控制电路及控制方法，包括：输出光波长调谐控制电路；所述输出光波长调谐控制电路包括：依次连接的FPGA控制器、DA转换芯片和压控恒流电路；FPGA控制器输出控制信号给DA转换芯片，DA转换芯片将接收到的控制信号转换为电压信号，并发送至压控恒流电路，压控恒流电路将电压信号转换为电流信号输入到可调谐激光器；通过控制输入到可调谐激光器的电流信号，能够实现对可调谐激光器输出光波长以及光功率的调谐。本发明有益效果：采用FPGA控制器和新型压控恒流电路设计，激光器输入电流精度高，切换速度快，稳定性好，实现可调谐激光器输出光波长的快速稳定调谐。

技术领域

本发明涉及可调谐激光器技术领域，尤其涉及一种可调谐激光器的控制电路及控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

早在20世纪末，Yun.S.H等人就提出了基于波长可调谐激光器的光纤光栅解调理论，但一直受制于激光器的性能，该理论未被广泛应用。近几年，随着激光器制造工艺不断改进，高性能的可调谐激光器得以量产，使得基于波长可调谐激光器的光纤光栅传感器波长解调系统成为研究热点。

基于可调谐激光器法实现光纤光栅传感器波长解调的核心器件是可调谐激光器，实现激光器输出光波长快速调谐可以有效提高解调系统的解调频率，但是，现有的激光器波长调谐控制方法存在控制精度较低，稳定性较差以及切换速度较慢的不足。

另一方面，控制激光器内部温度适宜且恒定具有重要意义：一方面可以保护激光器内部模块，延长激光器使用寿命。因为激光器工作时会有热量产生，如果不对激光器内部温度进行控制，长时间工作很可能导致激光器过热而损坏激光器。另一方面，维持激光器内部温度恒定，可以排除温度对激光器输出光波长的影响，进而保证激光器波长输出准确性和稳定性。但是，目前的激光器温度控制方式，在温度调节速度和温度调节稳定性上不能实现很好的兼顾，无法满足可调谐激光器波长高速调谐时，需要快速稳定的温度调节的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种可调谐激光器的控制电路及控制方法，通过硬件PID电路搭建温度闭环控制系统，实现激光器内部温度快速稳定调节，通过设计新型压控恒流电路保证输入到激光器的电流精度高，切换速度快，稳定性好；实现了可调谐激光器输出光波长的稳定快速调谐。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种可调谐激光器的控制电路，包括：输出光波长调谐控制电路；所述输出光波长调谐控制电路包括：依次连接的FPGA控制器、DA转换芯片和压控恒流电路；

所述FPGA控制器输出控制信号给DA转换芯片，DA转换芯片将接收到的控制信号转换为电压信号，并发送至压控恒流电路，压控恒流电路将电压信号转换为电流信号输入到可调谐激光器；通过控制输入到可调谐激光器的电流信号，能够实现对可调谐激光器输出光波长以及光功率的调谐。

进一步地，还包括温度控制电路，所述温度控制电路包括：依次连接的温度设定电路、差值电压计算电路、PID控制器和TEC控制器；

所述温度设定电路提供可调谐激光器内部控制温度所对应的参考电压值信号，并将电压值信号送至差值电压计算电路；所述差值电压计算电路计算上述电压值与可调谐激光器内部反馈温度对应的电压值的差值；所述差值作为偏差信号送入PID控制器；所述PID控制器根据偏差信号对电压值进行整定，整定后的电压值输入至TEC控制器；所述TEC控制器根据整定后的电压值输出激光器内部调节温度所需的控制电流。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：