一种激光设备
| 专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202111294045.0 | 申请日 | 2021-11-03 |
| 公开(公告)号 | CN114204411B | 公开(公告)日 | 2023-10-03 |
| 申请人 | 武汉光迅科技股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 程媛; 陈宏刚; 汤学胜; | 第一发明人 | 程媛 |
| 权利人 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：湖北省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：湖北省武汉市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：湖北省武汉市洪山区邮科院路88号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：430074 |
| 主IPC国际分类 | H01S5/042 | 所有IPC国际分类 | H01S5/042 ; H01S5/024 ; H04B10/572 ; H04B10/50 |
| 专利引用数量 | 8 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | B |
| 专利代理机构 | 北京派特恩知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 高天华; 张颖玲; |
| 摘要 | 本 发明 提供了一种激光设备，激光设备包括：控制单元，配置为 输出 电压 信号 ；驱动单元，包括： 电流 驱动模组、电流源驱动模组；所述电流驱动模组，与控制单元连接，配置为接收控制单元输出的第一电压信号，对第一电压信号进行降噪处理，并将降噪后的电压信号转换为第一电流信号；电流源驱动模组，与控制单元连接，配置为接收控制单元输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换为第二电流信号； 激光器 单元，包括：可调谐模组；可调谐模组，分别与电流驱动模组和电流源驱动模组连接，配置为接收第一电流信号和第二电流信号，以基于第一电流信号和第二电流信号，将 光信号 的 波长 调整至目标波长。能实现对波长进行快速精准地调谐，噪声尽可能的低。 | ||
| 权利要求 | 1.一种激光设备，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种激光设备技术领域背景技术[0002] 由于数字相干光通信技术能够提供更大的带宽、更长的传输距离以及更高的接收灵敏度，因此数字相干光通信技术已逐步成为超大容量、超长传输距离高速光网络的必然选择。作为高相干性的光信号源和本地振荡器，高性能的可调谐激光器是高速数字相干通信系统中不可或缺的关键光电子器件。高速相干通信系统对可调谐激光器提出了宽调谐范围、高频率稳定性、窄线宽、大功率、低功耗、小体积，低成本等指标要求。现有的激光设备的驱动电路会导致激光器的相位噪声较大，无法很好地实现激光设备对波长进行快速调谐以及波长精度的要求。 发明内容[0003] 为了解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种激光设备。本发明实施例的技术方案是这样实现的： [0004] 本发明实施例提供一种激光设备，包括： [0006] 驱动单元，包括：电流驱动模组、电流源驱动模组； [0007] 所述电流驱动模组，与所述控制单元连接，配置为接收所述控制单元输出的第一电压信号，对所述第一电压信号进行降噪处理，并将降噪后的电压信号转换为第一电流信号； [0008] 所述电流源驱动模组，与所述控制单元连接，配置为接收所述控制单元输出的第二电压信号，并将所述第二电压信号转换为第二电流信号； [0009] 激光器单元，包括：可调谐模组； [0010] 所述可调谐模组，分别与所述电流驱动模组和所述电流源驱动模组连接，配置为接收所述第一电流信号和所述第二电流信号，以基于所述第一电流信号和所述第二电流信号，将光信号的波长调整至目标波长。 [0011] 上述方案中，所述电流驱动模组，包括：滤波电路、压控电流源电路； [0012] 所述滤波电路，与所述控制单元连接，配置为接收所述控制单元输出的第一电压信号，并对所述第一电压信号进行降噪处理，得到降噪后的电压信号； [0013] 所述压控电流源电路，与所述滤波电路连接，配置为接收所述降噪后的电压信号，将所述降噪后的电压信号转换为所述第一电流信号。 [0014] 上述方案中，所述电流源驱动模组，包括：电流设置电路； [0015] 所述电流设置电路，与所述控制单元连接，配置为接收所述控制单元输出的第二电压信号，并将所述第二电压信号转换为所述第二电流信号。 [0016] 上述方案中，所述电流源驱动模组，包括：电流监控组件； [0017] 所述电流监控组件，与所述电流设置电路连接，配置为监控所述第二电流信号的电流大小，得到第一监控结果，并基于所述第一监控结果，对所述光信号的波长进行调谐，以使将光信号的波长调整至目标波长。 [0018] 上述方案中，所述可调谐模组，包括：第一调谐组件、第二调谐组件； [0019] 所述第一调谐组件，包括：增益区和光功率放大区，所述增益区和所述光功率放大区分别与所述电流驱动模组连接，配置为接收所述第一电流信号； [0020] 所述第二调谐组件，包括：前光栅反射区、移相区和后光栅反射区，所述前光栅反射区、所述移相区和所述后光栅反射区分别与所述电流源驱动模组连接，配置为接收所述第二电流信号。 [0021] 上述方案中，所述电流驱动模组，包括：电压监控电路； [0022] 所述电压监控电路，与所述第一调谐组件连接，配置为监控所述第一调谐组件的电压大小，得到第二监控结果，并基于所述第二监控结果，对所述激光器单元的输出光功率的大小进行调整。 [0023] 上述方案中，所述激光器单元，包括：波长锁定模组； [0024] 所述波长锁定模组包括：光分束器、标准具、第一光电探测器、第二光电探测器； [0025] 所述光分束器，与所述可调谐模组连接，配置为接收所述可调谐模组输出的光信号；并将所述光信号分成第一光信号和第二光信号； [0026] 所述第一光电探测器，与所述光分束器连接，配置为接收所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号； [0027] 所述标准具，与所述光分束器连接，配置为接收所述第二光信号，并对所述第二光信号进行反射处理； [0028] 所述第二光电探测器，与所述标准具连接，配置为接收经所述标准具反射后输出的所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为第二电信号。 [0029] 上述方案中，所述控制单元，与所述第一光电探测器和所述第二光电探测器连接，配置为接收所述第一光电探测器输出的所述第一电信号和所述第二光电探测器输出的所述第二电信号。 [0030] 上述方案中，所述驱动单元，包括：温度驱动模组；所述激光器单元，包括：温度处理模组； [0031] 所述温度驱动模组，包括：温度检测电路，温度设置电路； [0032] 所述温度处理模组，包括：热敏电阻和热电冷却器； [0033] 所述温度设置电路，与所述控制单元连接，配置为接收所述控制单元输出的第三电压信号，根据所述第三电压信号，得到目标电压信号； [0034] 所述温度检测电路，与所述热敏电阻连接，配置为接收所述热敏电阻的温度信息，并将所述温度信息转换为反馈电压信号； [0035] 所述热电冷却器，与所述温度检测电路和所述温度设置电路连接，配置为根据所述反馈电压信号和所述目标电压信号，将所述激光设备的内部温度调整至目标温度。 [0036] 上述方案中，所述温度驱动模组，包括：差分放大电路、功率放大电路； [0037] 所述差分放大电路，与所述温度检测电路和所述温度设置电路连接，配置为接收所述反馈电压信号和所述目标电压信号，根据所述反馈电压信号和所述目标电压信号，得到误差电压信号； [0038] 所述功率放大电路，与所述热电冷却器和所述差分放大电路连接，配置为接收所述误差电压信号，根据所述误差电压信号，对所述热电冷却器的温度调整参数进行调节，以使所述热电冷却器将激光设备的内部温度调整至目标温度。 [0039] 本发明实施例通过激光设备的电流驱动模组对接收的第一电压信号进行降噪处理，并将降噪后的第一电压信号转换为第一电流信号，与此同时，激光设备的电流源驱动模组将接收的第二电压信号转换为第二电流信号，并利用激光设备的可调谐模组接收第一电流信号和第二电流信号，这样，激光设备的可调谐模组可以基于第一电流信号和第二电流信号将光信号的波长调整至目标波长。 [0040] 本申请实施例中，通过激光设备的驱动电路不仅可以获得更精确地电流信号，还可以限制激光设备的噪声宽度，这样能够实现对激光设备输出的波长进行快速精准地调谐，且还能保证激光设备中的噪声尽可能的低。附图说明 [0041] 图1是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图一； [0042] 图2是是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图二； [0043] 图3是本发明实施例提供的电流驱动模组的结构示意图； [0044] 图4是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图三； [0045] 图5是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图四； [0046] 图6是本发明实施例提供的电流源驱动模组的结构示意图； [0047] 图7是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图五； [0048] 图8是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图六； [0049] 图9是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图七； [0050] 图10是本发明实施例提供的激光器单元的结构示意图一； [0051] 图11是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图八； [0052] 图12是本发明实施例提供的激光器单元的结构示意图二； [0053] 图13是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图九； [0054] 图14是本发明实施例提供的温度驱动模组的结构示意图。 具体实施方式[0055] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0056] 在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解“, 一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。 [0057] 在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。 [0058] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。 [0059] 下面说明本发明实施例提供的激光设备。参见图1，图1是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图一； [0060] 本发明实施例提供的激光设备100，包括： [0061] 控制单元101，配置为输出电压信号； [0062] 驱动单元102，包括：电流驱动模组10、电流源驱动模组11； [0063] 所述电流驱动模组10，与所述控制单元101连接，配置为接收所述控制单元101输出的第一电压信号，对所述第一电压信号进行降噪处理，并将降噪后的电压信号转换为第一电流信号； [0064] 所述电流源驱动模组11，与所述控制单元101连接，配置为接收所述控制单元101输出的第二电压信号，并将所述第二电压信号转换为第二电流信号； [0065] 激光器单元103，包括：可调谐模组12； [0066] 所述可调谐模组12，分别与所述电流驱动模组10和所述电流源驱动模组11连接，配置为接收所述第一电流信号和所述第二电流信号，以基于所述第一电流信号和所述第二电流信号，将光信号的波长调整至目标波长。 [0067] 需要说明的是，这里的激光设备是种新型的宽可调谐半导体激光器，具有集成度高、波长调谐速度快、调谐范围宽、输出光谱质量高等优点，是一种典型而重要的单片集成可调谐激光器，已逐渐成为相干光通信市场上集成可调谐激光器组件(Integrable Tunable Laser Assembly，ITLA)的主流解决方案，具有非常好的应用前景。 [0068] 在一实施例中，控制单元用于输出电压信号，该控制单元包括：模数转换电路、控制器以及数模转换电路；其中，模数转换电路用于将模拟信号转换为数字信号，数模转换电路用于将数字信号转换为模拟信号，并且模数转换电路和数模转换电路均具有多个输入端和输出端，以使能够采集和输出电压信号，实现对激光设备的温度、输出光功率以及波长的控制；控制器用于对采集和输出电压信号进行统一管理。 [0069] 在一实施例中，模数转换电路可以包括：16位(bit)高精度模数转换器(Analog‑to‑Digital Converter，ADC)，数模转换电路可以包括：16bit高精度数模转换转换器(Digital‑to‑Analog Converter，DAC)。 [0070] 在一实施例中，驱动单元，用于接收控制单元输出的电压信号，并将电压信号转为电流信号；其中，驱动单元包括：电流驱动模组、电流源驱动模组 [0071] 在一实施例中，电流驱动模组与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第一电压信号，并对第一电压信号进行降噪处理，并将降噪后的电压信号转换为第一电流信号。 [0072] 在一实施例中，电流源驱动模组与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换为第二电流信号。 [0073] 在一实施例中，激光器单元，用于接收驱动单元输出的第一电流信号和第二电流信号；其中，激光器单元包括：可调谐模组。 [0074] 在一实施例中，可调谐模组，分别与电流驱动模组和电流源驱动模组连接，用于接收第一电流信号和第二电流信号，并基于接收的第一电流信号和第二电流信号，将光信号的波长调整至目标波长，并可以保障激光设备的输出光功率保持稳定。 [0075] 在本公开实施例中，第一电流信号和第二电流信号可以起到不同的作用，能够相互配合，对激光设备进行全面的调整；其中，第一电流信号可以用来控制激光设备的输出光功率，能够保证激光设备的发射功率满足要求，以使激光设备的输出光功率保持稳定；第二电流信号可以用来对激光设备的波长进行调谐，从而能够得到目标波长。 [0076] 本发明实施例通过激光设备的电流驱动模组对接收的第一电压信号进行降噪处理，并将降噪后的第一电压信号转换为第一电流信号，与此同时，激光设备的电流源驱动模组将接收的第二电压信号转换为第二电流信号，并利用激光设备的可调谐模组接收第一电流信号和第二电流信号，这样，激光设备的可调谐模组可以基于第一电流信号和第二电流信号将光信号的波长调整至目标波长。 [0077] 本申请实施例中，通过激光设备的驱动电路不仅可以获得更精确的电流信号，还可以限制激光设备的噪声宽度，这样能够实现对激光设备输出的波长进行快速精准地调谐，且还能保证激光设备中的噪声尽可能的低。 [0078] 图2是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图二，如图2所示，所述电流驱动模组10，包括：滤波电路20、压控电流源电路21； [0079] 所述滤波电路20，与所述控制单元101连接，配置为接收所述控制单元101输出的第一电压信号，并对所述第一电压信号进行降噪处理，得到降噪后的电压信号； [0080] 所述压控电流源电路21，与所述滤波电路20连接，配置为接收所述降噪后的电压信号，将所述降噪后的电压信号转换为所述第一电流信号。 [0081] 在一实施例中，电流驱动模组用于接收控制单元输出的第一电压信号，并将第一电压信号转换为第一电流信号，该电流驱动模组包括：滤波电路、压控电流源电路。 [0082] 在一实施例中，滤波电路用于接收控制单元输出的第一电压信号，并对第一电压信号进行降噪处理，以此得到降噪后的电压信号。该滤波电路可以有效地抑制控制单元输出的第一电压信号中的低频噪声。 [0083] 在一实施例中，压控电流源电路与滤波电路连接，用于接收降噪后的电压信号，将降噪后的电压信号转换为第一电流信号。其中，压控电流源电路能够对降噪后的电压信号进行二次滤波，可以进一步地抑制降噪后的电压信号中的噪声。 [0084] 在一实施例中，通过将控制单元和滤波电路连接，可以有效的抑制控制单元输出的电压信号中的噪声，将滤波电路与压控电流源电路连接，不仅可以对控制单元输出的电压信号进行二次滤波，还可以将降噪后的电压信号转换为电流信号，从而能够有效地控制激光设备中的输出光功率的大小。 [0085] 图3是本发明实施例提供的电流驱动模组的结构示意图，如图3所示，电流驱动模组的细节结构图包括：控制单元，激光器单元，滤波电路，压控电流源电路，电压监控电路。 [0086] 在一实施例中，滤波电路与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第一电压信号(VDA_S)，并对第一电压信号进行降噪处理，以此得到降噪后的电压信号；其中，滤波电路包括：电阻R27、电容C7和运算放大器U6。 [0087] 在一实施例中，压控电流源电路与滤波电路连接，用于接收降噪后的电压信号，将降噪后的电压信号转换为第一电流信号(IGAIN)；其中，压控电流源电路包括：电阻R19、电容C5、运算放大器U5、电阻R24、电阻R10、电阻R20、电阻R5以及PNP管Q1；其中，电阻R19、电容C5组成一阶低通滤波电路，对降噪后的电压信号进行二次滤波，从而可以进行二次降噪，以抑制电压信号中的噪声；电阻R20用于限制输入到PNP管Q1基极端中的电流，以防止输入的电流过大；由于激光设备工作需要较大的工作电流，而运算放大器U5的带负载能力较弱，因此运算放大器U5的输出端与PNP管Q1的基极端连接，以此构成三极管扩流电路，其中，PNP管Q1工作在线性区，可以提高压控电流源电路的带负载能力。 [0088] 在一实施例中，压控电流源电路与激光器单元连接，用于将第一电流信号输入到激光设备中。 [0089] 在一实施例中，电流驱动电路还包括：电感L1和电容C8；电感L1和电容C8构成了低通滤波器，可以有效地抑制输入到激光器单元的第一电流信号的噪声。 [0090] 在一实施例中，电流驱动电路还包括：保护电路和电压监控电路；其中，保护电路可以有效地为保障激光器单元工作的稳定性，能够实现缓启动和过压防护功能；电压监控电路与激光器单元连接，用于监控激光器单元的电压。 [0091] 在本公开实施例中，压控电流源电路输出的第一电流信号的电流大小可以利用电阻R5两端的电压差值与电阻R5之间的比值计算得到，其计算公式可以表示为： [0092] [0093] 在公式(1)中，VCC表示电阻R5左端的电压大小，V1表示电阻R5右端的电压大小，R5表示电阻R5的电阻大小，IGAIN表示第一电流信号的电流大小。 [0094] [0095] 在公式(2)中，V1表示电阻R5右端的电压大小，VDA_S表示控制单元输出的电压信号的电压大小，R24表示电阻R24的电阻大小，R10表示电阻R10的电阻大小。 [0096] 在本公开实施例中，VDA_S的具体值是由控制电路根据激光器单元反馈的光功率值进行调节的，相应地，压控电流源电路输入到激光器单元的第一电流信号能够依据实际情况进行实时调节，以保证激光设备的发射功率满足要求。同时，采用滤波电路对控制单元输出的电压信号进行滤波，可以大大降低激光设备输出的高频噪声，也可以避免由驱动电路引起的激光设备线宽展宽的问题。 [0097] 图4是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图三，如图4所示，所述电流源驱动模组11，包括：电流设置电路22； [0098] 所述电流设置电路22，与所述控制单元连接101，配置为接收所述控制单元101输出的第二电压信号，并将所述第二电压信号转换为所述第二电流信号。 [0099] 在一实施例中，电流源驱动模组与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换为第二电流信号；其中，电流源驱动模组包括：电流设置电路。 [0100] 在一实施例中，电流设置电路与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换为第二电流信号 [0101] 在一实施例中，将控制单元与电流设置电路连接，可以得到更加精确地电流信号，从而可以快速精准地对激光设备输出的波长进行调谐，以使能够得到目标波长。 [0102] 图5是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图四，如图5所示，所述电流源驱动模组11，包括：电流监控组件50； [0103] 所述电流监控组件50，与所述电流设置电路22连接，配置为监控所述第二电流信号的电流大小，得到第一监控结果，并基于所述第一监控结果，对所述光信号的波长进行调谐，以使将光信号的波长调整至目标波长。 [0104] 在一实施例中，电流源驱动模组还包括：电流监控组件；其中，电流监控组件与电流设置电路连接，用于监控第二电流信号的电流大小，以此得到第一监控结果。 [0105] 在一实施例中，可以根据第一监控结果，对第二电流信号的电流大小进行加权处理，从而得到第一加权结果，以此能够基于第一加权结果对激光设备的波长进行快速调谐，从而可以将光信号的波长调整至目标波长。 [0106] 在一实施例中，第一预设权重可以包括：0.5，还可以包括：1.2、1.5，可以根据实际情况进行设定，在此不作具体限定。 [0107] 在一实施例中，通过将电流监控组件与电流设置电路进行连接，可以有效地对电流设置电路输出的电流信号的电流大小进行监控，以使能够对光信号的波长进行调谐，从而可以将光信号的波长调整至目标波长。 [0108] 图6是本发明实施例提供的电流源驱动模组的结构示意图，如图6所示，电流源驱动模组的细节结构图包括：控制单元，激光器单元，电流设置电路、电流监控电路。 [0109] 在一实施例中，电流设置电路与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第二电压信号(VDAC_F)，并将第二电压信号转换为第二电流信号(IF)；其中，电流设置电路包括：电阻R29、电阻R28、电阻R30、电阻R32、电容C9、运算放大器U7以及电阻R31；其中，电容C9能够限制第二电流信号中的噪声带宽，以此降低激光设备中的噪声。 [0110] 在一实施例中，电流监控组件与激光器单元连接，用于监控电流源模组输入至激光器单元中的第二电流信号的电流大小。 [0111] 在本公开实施例中，R29的电阻大小与R30的电阻大小相同，R28的电阻大小与R32的电阻大小相同，第二电流信号的电流大小的计算公式可以表示为： [0112] [0113] 在公式(3)中，VDAC_F表示控制单元输出的第二电压信号，R28表示电阻R28的电阻大小，R29表示电阻R29的电阻大小，R30表示电阻R30的电阻大小，IF表示第二电流信号的电流大小。 [0114] 在本公开实施例中，采用电流源驱动模组，可以使输入到激光器单元中的电流精度高，切换速度快，稳定性好，从而能够实现对激光设备的输出光波长进行快速精准地调谐。 [0115] 图7是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图五，如图7所示，所述可调谐模组12，包括：第一调谐组件23、第二调谐组件24； [0116] 所述第一调谐组件23，包括：增益区30和光功率放大区31，所述增益区30和所述光功率放大区31分别与所述电流驱动模组10连接，配置为接收所述第一电流信号； [0117] 所述第二调谐组件24，包括：前光栅反射区32、移相区33和后光栅反射区34，所述前光栅反射区32、所述移相区33和所述后光栅反射区34分别与所述电流源驱动模组11连接，配置为接收所述第二电流信号。 [0118] 在一实施例中，可调谐模组，包括：第一调谐组件、第二调谐组件；其中，第一调谐组件包括：增益区和光功率放大区；第二调谐组件包括：前光栅反射区、移相区和后光栅反射区。 [0119] 在一实施例中，增益区和光功率放大区分别与电流驱动模组连接，用于接收第一电流信号；其中，在增益区中注入第一电流信号，可以控制可调谐模组的输出光功率大小，且对波长的调谐性能影响较小；在光功率放大区注入第一电流信号，可以对可调谐模组的输出光功率进行放大操作，以此实现不同波长通道间的光功率均衡。 [0120] 在一实施例中，前光栅反射区、移相区和后光栅反射区分别与电流驱动模组连接，用于接收第二电流信号；其中，在移相区注入第二电流信号，可以改变激光设备中的纵膜的位置，从而能够实现对激光设备的波长进行精细地调节；前光栅反射区和后光栅反射区相当于反射率随波长变化的反射镜，前光栅反射区和后光栅反射区在波长上具有周期性最大值的梳状反射谱，通过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，就能够确定出单一的输出波长。 [0121] 在本公开实施例中，在前光栅反射区和后光栅反射区中注入第二电流信号，可以使前光栅反射区和后光栅反射区选择相应地纵模，从而可以得到目标波长。 [0122] 在一实施例中，将增益区和光功率放大区分别与电流驱动模组连接，通过在增益区和光功率放大区中注入第一电流信号，可以使激光设备的输出光功率大小保持稳定；将前光栅反射区、移相区和后光栅反射区分别与电流源驱动模组连接，通过在前光栅反射区、移相区和后光栅反射区中注入第二电流信号，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，从而得到目标波长。 [0123] 图8是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图六，如图8所示，所述电流驱动模组10，包括：电压监控电路60； [0124] 所述电压监控电路60，与所述第一调谐组件23连接，配置为监控所述第一调谐组件23的电压大小，得到第二监控结果，并基于所述第二监控结果，对所述激光器单元103的输出光功率的大小进行调整。 [0125] 在一实施例中，电流驱动模组还包括：电压监控电路；其中，电压监控电路，与第一调谐组件连接，用于监控第一调谐组件的电压大小，以此得到第二监控结果。 [0126] 在一实施例中，可以根据第二监控结果，对第二电流信号的电流大小进行加权处理，得到第二加权结果，以此能够基于第二加权结果对激光器单元的输出光功率的大小进行调整，以使激光器单元的输出光功率保持稳定。 [0127] 在一实施例中，第二预设权重可以包括：0.3，还可以包括：1.2、1.7，可以根据实际情况进行设定，在此不作具体限定。 [0128] 在一实施例中，通过电压监控电路对第一调谐组件的电压大小进行监控，以此能够根据监控结果对激光器单元的输出光功率的大小进行调整，从而可以使激光器单元的输出光功率保持稳定。 [0129] 在本公开实施例中，电压监控电路的结构示意图如图3所示，电压监控电路与激光器单元连接，用于监控激光器单元两端的电压，该电压监控电路包括：电阻14，电阻18，电阻21，电阻17，运算放大器U4以及电容C4。 [0130] 图9是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图七，如图9所示，所述激光器单元103，包括：波长锁定模组13； [0131] 所述波长锁定模组13包括：光分束器25、标准具26、第一光电探测器27、第二光电探测器28； [0132] 所述光分束器25，与所述可调谐模组12连接，配置为接收所述可调谐模组12输出的光信号；并将所述光信号分成第一光信号和第二光信号； [0133] 所述第一光电探测器27，与所述光分束器25连接，配置为接收所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号； [0134] 所述标准具26，与所述光分束器25连接，配置为接收所述第二光信号，并对所述第二光信号进行反射处理； [0135] 所述第二光电探测器28，与所述标准具26连接，配置为接收经所述标准具26反射后输出的所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为第二电信号。 [0136] 在一实施例中，激光器单元包括：波长锁定模组；其中，波长锁定模组包括：光分束器、标准具、第一光电探测器、第二光电探测器。 [0137] 在一实施例中，光分束器与可调谐模组连接，用于接收可调谐模组输出的光信号；并将光信号分成第一光信号和第二光信号。 [0138] 在一实施例中，第一光电探测器与光分束器连接，用于接收第一光信号，并将第一光信号转换为第一电信号。 [0139] 在一实施例中，标准具与光分束器连接，用于接收第二光信号，并对第二光信号进行反射处理。 [0140] 在一实施例中，第二光电探测器与标准具连接，用于接收经标准具反射后输出的第二光信号，并将第二光信号转换为第二电信号。 [0141] 在一实施例中，可以根据第一电信号和第二电信号得到鉴频信号，通过鉴频信号可以对可调谐模组输出的波长进行调整，进而得到所需的目标波长。鉴频信号的计算方式可以表示如下： [0142] [0143] 在公式(4)中，A表示为鉴频信号；B表示为第二电信号；C表示为第一电信号。在本公开实施例中，维持第一光电探测器和第二光电探测器的电信号比值为定值，可以使激光设备的输出波长保持稳定。 [0144] 在一实施例中，将波长锁定模组与可调谐模组进行连接，可以利用波长锁定模组对可调谐模组输出的波长进行调整，以使可调谐模组输出目标波长。 [0145] 图10是本发明实施例提供的激光器单元的结构示意图一，本发明实施例提供的激光器单元的细节结构示意图包括：前光栅反射区、移相区、后光栅反射区、增益区、光功率放大区、光分束器、标准具、第一光电探测器、第二光电探测器。 [0146] 在一实施例中，激光器单元包括：可调谐模组、波长锁定模组；其中，可调谐模组包括：前光栅反射区、移相区、后光栅反射区、增益区、光功率放大区；波长锁定模组包括：光分束器、标准具、第一光电探测器、第二光电探测器。 [0147] 在一实施例中，前光栅反射区、移相区和后光栅反射区用于接收第二电流信号，以此对激光设备的波长进行调谐；增益区和光功率放大区用于接收第一电流信号，以此得激光设备的输出光功率进行调整，从而能够保证激光设备的输出光功率保持稳定。第一电流信号和第二电流信号能够起到不同的作用，能够相互配合，以此对激光设备进行全面的调整。 [0148] 在一实施例中，光分束器用于将可调谐模组输出的光信号分成第一光信号和第二光信号，其中，将第一光信号输入到第一光电探测器中，以此得到第一电信号；将第二光信号输入到标准具中，进行反射操作，并将反射后输出的第二光信号输入到第二光电探测器中，以此得到第二电信号。 [0149] 在一实施例中，可以用第一电信号和第二电信号得到鉴频信号，以此可以用来对输出的波长进行调整，以此可调谐模组输出目标波长。 [0150] 在一些实施例中，所述控制单元，与所述第一光电探测器和第二光电探测器连接，配置为接收所述第一光电探测器输出的所述第一电信号和所述第二光电探测器输出的所述第二电信号。 [0151] 在一实施例中，控制单元与第一光电探测器和第二光电探测器连接，用于接收第一光电探测器输出的第一电信号和第二光电探测器输出的第二电信号。 [0152] 在一实施例中，第一光电探测器将第一电信号输入至控制单元，第二光电探测器将第二电信号输入至控制单元，从而将控制单元和波长锁定模组进行结合，以此可以使可调谐模组输出的波长保持稳定。 [0153] 图11是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图八，如图11所示，所述驱动单元102，包括：温度驱动模组15；所述激光器单元103，包括：温度处理模组14； [0154] 所述温度驱动模组15，包括：温度检测电路41，温度设置电路40； [0155] 所述温度处理模组14，包括：热敏电阻42和热电冷却器43； [0156] 所述温度设置电路40，与所述控制单元101连接，配置为接收所述控制单元101输出的第三电压信号，根据所述第三电压信号，得到目标电压信号； [0157] 所述温度检测电路41，与所述热敏电阻42连接，配置为接收所述热敏电阻42的温度信息，并将所述温度信息转换为反馈电压信号； [0158] 所述热电冷却器43，与所述温度检测电路41和所述温度设置电路40连接，配置为根据所述反馈电压信号和所述目标电压信号，将所述激光设备的内部温度调整至目标温度。 [0159] 在一实施例中，驱动单元还包括：温度驱动模组，激光器单元还包括：温度处理模组；其中，温度驱动模组包括：温度检测电路和温度设置电路，温度处理模组包括：热敏电阻和热电冷却器。 [0160] 在一实施例中，热电冷却器可以包括：半导体制冷器。 [0161] 在一实施例中，热敏电阻用于测量激光设备内部的温度信息；其中，热敏电阻的类型可以包括：具有正温度系数的热敏电阻，还可以包括：具有负温度系数的热敏电阻，可以根据实际需要进行选择，在此不作具体限定。在本公开实施例中，热敏电阻的类型为：具有负温度系数的热敏电阻。 [0162] 在一实施例中，温度设置电路与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第三电压信号，根据第三电压信号，得到目标电压信号；其中，第三电压信号包括：第一模拟电压和第二模拟电压。 [0163] 在一实施例中，温度检测电路与热敏电阻连接，用于接收热敏电阻的反馈的温度信息，并将温度信息转换为反馈电压信号 [0164] 在一实施例中，热电冷却器与温度检测电路和温度设置电路连接，用于根据反馈电压信号和目标电压信号，将激光设备的内部温度调整至目标温度，从而可以实现对激光设备内部温度的精准调节。 [0165] 在一实施例中，通过温度驱动模组和温度处理模组，实现对激光设备内部温度的精准且连续地调节，从而可以防止温度调节过快导致激光设备的线谱抖动。 [0166] 图12是本发明实施例提供的激光器单元的结构示意图二，本发明实施例提供的激光器单元的细节结构示意图包括：前光栅反射区、移相区、后光栅反射区、增益区、光功率放大区、热敏电阻、热电冷却器、光分束器、标准具、第一光电探测器、第二光电探测器。 [0167] 在一实施例中，激光器单元包括：可调谐模组、波长锁定模组；其中，可调谐模组包括：前光栅反射区、移相区、后光栅反射区、增益区、光功率放大区；波长锁定模组包括：光分束器、标准具、第一光电探测器、第二光电探测器。 [0168] 在一实施例中，前光栅反射区、移相区和后光栅反射区用于接收第二电流信号，以此对激光设备的波长进行调谐；增益区和光功率放大区用于接收第一电流信号，以此得激光设备的输出光功率进行调整，从而能够保证激光设备的输出光功率保持稳定。第一电流信号和第二电流信号能够起到不同的作用，能够相互配合，以此对激光设备进行全面的调整。 [0169] 在一实施例中，光分束器用于将可调谐模组输出的光信号分成第一光信号和第二光信号，其中，将第一光信号输入到第一光电探测器中，以此得到第一电信号；将第二光信号输入到标准具中，进行反射操作，并将反射后输出的第二光信号输入到第二光电探测器中，以此得到第二电信号。 [0170] 在一实施例中，可以用第一电信号和第二电信号得到鉴频信号，以此可以用来对输出的波长进行调整，以此可调谐模组输出目标波长。 [0171] 在一实施例中，激光器单元还包括：温度处理模组；其中，温度处理模组包括：热敏电阻和热电冷却器。 [0172] 在一实施例中，热敏电阻可以用于测量激光设备内部的温度信息；热电冷却器可以用于对激光设备内部的温度进行调节。 [0173] 图13是本发明实施例提供的激光设备的结构示意图九，如图13所示，所述温度驱动模组15，包括：差分放大电路44、功率放大电路45； [0174] 所述差分放大电路44，与所述温度检测电路41和所述温度设置电路40连接，配置为接收所述反馈电压信号和所述目标电压信号，根据所述反馈电压信号和所述目标电压信号，得到误差电压信号； [0175] 所述功率放大电路45，与所述热电冷却器43和所述差分放大电路44连接，配置为接收所述误差电压信号，根据所述误差电压信号，对所述热电冷却器43的温度调整参数进行调节，以使所述热电冷却器43将激光设备100的内部温度调整至目标温度。 [0176] 在一实施例中，温度驱动模组还包括：差分放大电路、功率放大电路；其中，差分放大电路与温度检测电路和温度设置电路连接，用于接收反馈电压信号和目标电压信号，并根据反馈电压信号和目标电压信号，得到误差电压信号。误差电压信号的计算公式可以表示如下： [0177] I＝J‑K(5)； [0178] 在公式(5)中，I表示为误差电压信号，J表示为反馈电压信号，K表示为目标电压信号。 [0179] 在一实施例中，热电冷却器的温度调整参数可以包括：加热温度参数，还可以包括：制冷温度参数，可以根据实际需要进行设置，在此不作具体限定。 [0180] 在一实施例中，功率放大电路与热电冷却器和差分放大电路连接，用于接收误差电压信号，并根据误差电压信号，对热电冷却器的温度调整参数进行调节，以使热电冷却器将激光设备的内部温度调整至目标温度；其中，功率放大电路包括：第一功率放大电路和第二功率放大电路。 [0181] 在一实施例中，第一功率放大电路和第二功率放大电路可以组成桥式串联电路，这样可以将差分放大电路输出的误差电压信号，经过功率放大电路施加在热电冷却器的两端，以实现对激光器内部的温度进行精准且连续地调节。 [0182] 在一实施例中，根据激光设备内部的目标温度对应的电压信号与激光设备内部的温度检测电路反馈的电压信号，得到误差电压信号，利用误差电压信号对热电冷却器的温度调整参数进行调节，采用模拟线性调节的方式对激光设备内部的温度进行控制，可以有效地降低激光设备中的噪声。 [0183] 图14是本发明实施例提供的温度驱动模组的结构示意图，如图14所示，温度驱动模组的细节结构示意图包括：控制单元，温度检测电路，温度设备电路、第一功率放大电路、第二功率放大电路，热电冷却器。 [0184] 在一实施例中，温度设置电路与控制单元连接，用于接收控制单元输出的第三电压信号；其中，第三电压信号包括：第一模拟电压(VDA1)和第二模拟电压(VDA2)，可以根据第一模拟电压和第二模拟电压得到目标电压信号。该温度设置电路包括：电阻R11、电阻R13、电阻R15和电阻R7。 [0185] 在一实施例中，温度检测电路可以接收热敏电阻反馈的温度信号，并将温度信号转换为反馈电压信号(VFB)。该温度检测电路包括：电阻R3和电容C1。 [0186] 在一实施例中，差分与温度检测电路和所述温度设置电路连接，可以用于接收反馈电压信号和目标电压信号，根据反馈电压信号和目标电压信号，得到误差电压信号(VREF)。 [0187] 在一实施例中，功率放大电路与热电冷却器和差分放大电路连接，用于接收差分放大电路输出的误差电压信号，并根据误差电压信号，对热电冷却器的温度调整参数进行调节，以使热电冷却器将激光设备的内部温度调整至目标温度；其中，功率放大电路包括：第一功率放大电路和第二功率放大电路。第一功率放大电路包括：电阻R9、电阻R16、电容C2、电容C3和运算放大器U3，第二功率放大电路包括：运算放大器U2。 [0188] 在一实施例中，可以利用第一功率放大电路对热电冷却器的加热温度参数进行调节，以使激光设备的温度升高。 [0189] 在另一实施例中，可以用第二功率放大电路对热电冷却器的制冷温度参数进行调节，以使激光设备的温度降低。 [0190] 在一实施例中，根据激光设备内部的目标温度对应的电压信号与激光设备内部的温度检测电路反馈的电压信号，得到误差电压信号，利用误差电压信号对热电冷却器的温度调整参数进行调节，采用模拟线性调节的方式对激光设备内部的温度进行控制，可以有效地降低激光设备中的噪声。 [0191] 应理解，说明书通篇中提到的“在一实施例中”或“在一些实施例中”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本公开的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本公开实施例的实施过程构成任何限定。上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 [0192] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。 [0193] 在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。 [0194] 上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。 [0195] 另外，在本公开各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。 [0196] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。 |
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