本发明专利技术提供一种激光器波长稳定控制方法及装置，所述激光器波长稳定控制装置包括：光束分束器，与激光器的输出端相连，对所述激光器的输出进行分光；波长监控回路，一端与所述光束分束器相连，另一端与所述激光器的输入端相连，根据从所述光束分束器获取的所述激光器的波长控制所述激光器的温度和外调制频率使得激光器输出稳定的目标波长。本发明专利技术具有高精度、电路结构简单、响应速度快的特点，可以为量子通信提供一种简单实用的波长稳定的激光光源。源。源。
【技术实现步骤摘要】
激光器波长稳定控制方法及装置
[0001]本专利技术涉及量子通信
，特别是涉及量子通信中的激光器
，具体为一种激光器波长稳定控制方法及装置。
技术介绍
[0002]激光器的控制精度受制于线性逼近的区间划分颗粒度，实际上，波长与各影响因素之间并不是线性关系，只能在一个很小的区域划分内近似认为是线性的。为了达到更高的精度，就必须将区域划分得足够小，这样既加大计算负荷，也不能从根本上解决问题。
[0003]控制精度受制于扫描步进的细分程度，扫描步进是离散量，而稳定波长的变量原理上为连续量，参数的目标值极可能落在两个步进之间的区间。为了获得更高的精度，只能将步进设置的足够小，这样也会增加计算负荷。
[0004]现有的技术，一般采用简单的单片机进行控制，只能进行简单的计算，不能进行高速高精度的计算。
技术实现思路
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种激光器波长稳定控制方法及装置，用于解决现有技术中对激光器的控制中存在的控制精度低、控制电路复杂以及反应速度慢的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种激光器波长稳定控制装置，包括：光束分束器，与激光器的输出端相连，对所述激光器的输出进行分光；波长监控回路，一端与所述光束分束器相连，另一端与所述激光器的输入端相连，根据从所述光束分束器获取的所述激光器的波长控制所述激光器的温度和外调制频率使得激光器输出稳定的目标波长。
[0007]于本专利技术的一实施例中，所述波长监控回路包括：波长跟踪模块，与所述光束分束器相连，用于实时获取所述激光器的波长；信号处理模块，与所述波长跟踪模块相连，根据目标波长和所述波长跟踪模块获取的实时波长确定调节所述激光器的温度和外调制频率的调节结果；波长控制模块，与所述信号处理模块相连，根据所述信号处理模块输出的调节结果生成调节信号调节所述激光器的温度和外调制频率。
[0008]于本专利技术的一实施例中，所述信号处理模块包括：粗调单元，用于建立所述激光器的中心波长与温度、外调制频率的函数关系，根据目标波长和所述函数关系确定调节所述激光器的温度和外调制频率的粗调范围。
[0009]于本专利技术的一实施例中，所述粗调单元包括：函数确定单元，分别采用多项式拟合的方法获取波长-温度的曲线和波长-外调制频率曲线并根据所述波长-温度的曲线和所述波长-外调制频率曲线确定中心波长与温度、外调制频率的函数关系；二阶范数单元，获取激光器当前的温度和外调制频率下波长在所述函数关系形成的曲面上形成的波长点，根据二阶范数方法确定调节所述激光器的温度和外调制频率的粗调范围，以使得所述波长点以
逐渐移动靠近所述目标波长平面和所述函数关系形成的曲面相交形成的曲线上任一点。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述信号处理模块还包括：细调单元，与所述粗调单元相连，控制所述粗调单元根据所述粗调范围和所述目标波长对粗调结果进行迭代计算直至所述粗调结果小于预设收敛值，将该所述粗调结果确定为调节所述激光器的温度和外调制频率的细调范围。
[0011]本专利技术的实施例还提供一种激光器波长稳定控制方法，所述激光器波长稳定控制方法包括：对激光器的输出进行分光；根据分光获取的所述激光器的波长控制所述激光器的温度和外调制频率使得激光器输出稳定的目标波长。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述根据分光获取的所述激光器的波长控制所述激光器的温度和外调制频率包括：建立所述激光器的中心波长与温度、外调制频率的函数关系；根据目标波长和所述函数关系确定调节所述激光器的温度和外调制频率的粗调范围。
[0013]于本专利技术的一实施例中，所述建立所述激光器的中心波长与温度、外调制频率的函数关系包括：分别采用多项式拟合的方法获取波长-温度的曲线和波长-外调制频率曲线；根据所述波长-温度的曲线和所述波长-外调制频率曲线确定中心波长与温度、外调制频率的函数关系；所述根据目标波长和所述函数关系确定调节所述激光器的温度和外调制频率的粗调范围包括：获取激光器当前的温度和外调制频率下波长在所述函数关系形成的曲面上形成的波长点；根据二阶范数方法确定调节所述激光器的温度和外调制频率的粗调范围，以使得所述波长点以逐渐移动靠近所述目标波长平面和所述函数关系形成的曲面相交形成的曲线上任一点。
[0014]于本专利技术的一实施例中，所述激光器波长稳定控制方法还包括：将所述函数关系以查找表的形式存储。
[0015]于本专利技术的一实施例中，所述根据分光获取的所述激光器的波长控制所述激光器的温度和外调制频率还包括：根据所述粗调范围和所述目标波长对粗调结果进行迭代计算直至所述粗调结果小于预设收敛值；将该所述粗调结果确定为调节所述激光器的温度和外调制频率的细调范围。
[0016]如上所述，本专利技术的激光器波长稳定控制方法及装置具有以下有益效果：
[0017]本专利技术具有高精度、电路结构简单、响应速度快的特点，可以为量子通信提供一种简单实用的波长稳定的激光光源。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法的流程示意图。
[0020]图2显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法中确定粗调范围的流程示意图。
[0021]图3显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法中建立函数关系的流程示意图。
[0022]图4显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法中建立的函数关系示意图。
[0023]图5显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法中获取粗调范围的流程示意图。
[0024]图6显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法中获取粗调范围的图表显示示意图。
[0025]图7显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法中确定细调范围的流程示意图。
[0026]图8显示为本专利技术的激光器波长稳定控制方法中确定细调范围的图表示意图。
[0027]图9显示为本专利技术的激光器波长稳定控制装置的原理示意图。
[0028]图10显示为本专利技术的激光器波长稳定控制装置中信号处理模块的原理框图。
[0029]图11显示为本专利技术的激光器波长稳定控制装置中粗调单元的原理框图。
[0030]元件标号说明
[0031]100
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激光器波长稳定控制装置
[0032]110
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光束分束器
[0033]120
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波长监控回路
[0034]121
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波长跟踪模块
[0035]122
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信号处理模块
[0036]1221<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光器波长稳定控制装置，其特征在于，包括：光束分束器，与激光器的输出端相连，对所述激光器的输出进行分光；波长监控回路，一端与所述光束分束器相连，另一端与所述激光器的输入端相连，根据从所述光束分束器获取的所述激光器的波长控制所述激光器的温度和外调制频率使得激光器输出稳定的目标波长。2.根据权利要求1所述的激光器波长稳定控制装置，其特征在于，所述波长监控回路包括：波长跟踪模块，与所述光束分束器相连，用于实时获取所述激光器的波长；信号处理模块，与所述波长跟踪模块相连，根据目标波长和所述波长跟踪模块获取的实时波长确定调节所述激光器的温度和外调制频率的调节结果；波长控制模块，与所述信号处理模块相连，根据所述信号处理模块输出的调节结果生成调节信号调节所述激光器的温度和外调制频率。3.根据权利要求2所述的激光器波长稳定控制装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：粗调单元，用于建立所述激光器的中心波长与温度、外调制频率的函数关系，根据目标波长和所述函数关系确定调节所述激光器的温度和外调制频率的粗调范围。4.根据权利要求3所述的激光器波长稳定控制装置，其特征在于，所述粗调单元包括：函数确定单元，分别采用多项式拟合的方法获取波长-温度的曲线和波长-外调制频率曲线并根据所述波长-温度的曲线和所述波长-外调制频率曲线确定中心波长与温度、外调制频率的函数关系；二阶范数单元，获取激光器当前的温度和外调制频率下波长在所述函数关系形成的曲面上形成的波长点，根据二阶范数方法确定调节所述激光器的温度和外调制频率的粗调范围，以使得所述波长点以逐渐移动靠近所述目标波长平面和所述函数关系形成的曲面相交形成的曲线上任一点。5.根据权利要求3或4所述的激光器波长稳定控制装置，其特征在于，所述信号处理模块还包括：细调单元，与所述粗调单元相连，控制所述粗调单元根据所述粗调范围和所述目标波长对粗调结果进行迭代计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐世彪，代云启，周娟，
申请(专利权)人：科大国盾量子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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