[发明专利]一种半导体激光器宽带锁频方法及其锁频装置

权利要求书

1.一种半导体激光器宽带锁频装置，其特征是，包含：从激光器（3）、从激光器温度控制模块（1）、从激光器注入电流控制模块（2）、从光隔离模块（7）、从偏振控制模块（8）、主激光器（6）、主激光器温度控制模块（4）、主激光器注入电流控制模块（5）、主光隔离模块（9）、主偏振控制模块（10）、光差频产生模块（11）、光电转换模块（12）、差频测量模块（13）和处理模块（14）；

上述元部件的连接关系如下：

所述的从激光器（3）输出第一路光信号，并依次经从光隔离模块（7）和从偏振控制模块（8）进入光差频产生模块（11）的第一输入端；

所述的主激光器（6）输出第二路光电信号，并依次经主光隔离模块（9）和主偏振控制模块（10）进入光差频产生模块（11）的第二输入端；

两路电信号经光差频产生模块（11）耦合后输出差频信号，并经光电转换模块（12）进入差频测量模块（13），处理模块（14）控制差频测量模块（13）进行差频检测，处理模块（14）将检测结果进行处理，并分别反馈调整从激光器温度控制模块（1）和从激光器注入电流控制模块（2）。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器宽带锁频装置，其特征是，所述的主激光器温度控制模块和从激光器温度控制模块设置在PCB板上，并且共用电源，分别对主激光器和从激光器进行恒温控制，从激光器温度控制模块从处理器模块接收外部控制信号，根据控制信号值的大小调整从激光器的温度高低，相应地粗调从激光器的输出频率;

所述的主激光器注入电流控制模块和从激光器注入电流控制模块，设置在PCB板上，从激光器注入电流控制模块从处理器模块接收外部控制信号，根据控制信号值的大小调整激光器的注入电流大小，相应地微调激光器的输出频率。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器宽带锁频装置，其特征是，所述的光差频产生模块，包含一个2x1的光纤耦合器，用于耦合两路光信号，并输出该两路光信号的差频光信号。

4.根据权利要求1所述的半导体激光器宽带锁频装置，其特征是，所述的光电转换模块，用于将由主、从两路激光器输出产生的差频光信号转换为电信号。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器宽带锁频装置，其特征是，所述的差频测量模块，用于测量由主、从两路激光器输出产生的差频电信号的差频频率大小。

6.根据权利要求1所述的半导体激光器宽带锁频装置，其特征是，所述的处理模块，用于提供用户控制界面、控制差频测量模块测量当前主激光器和从激光器输出差频的大小，并比较该差频大小与设置频率的大小、实现温控PID算法以及流控PID算法以及两种算法的执行策略、控制外部激光器温度控制模块和激光器注入电流控制模块。

7.一种利用权利要求1所述的半导体激光器宽带锁频装置的锁频方法，其特征是，该方法包括步骤如下：

步骤1：启动差频测量模块；

步骤2，处理模块控制差频测量模块测得当前主激光器、从激光器的差频频率fp；

步骤3，处理模块比较该差频频率fp与设置的预定频率fs之差：

若该差值的绝对值小于预设的死区频率范围100MHz~11GHz，则执行步骤4，否则执行步骤6；

步骤4，处理模块通过实现电流PID控制算法产生一个电流控制信号；

步骤5，处理模块通过电流控制信号控制从激光器注入电流控制模块，微调从激光器的输出频率后，返回步骤2，开始下一轮反馈控制；

步骤6，处理模块通过温度PID控制算法产生一个温度控制信号；

步骤7，处理模块通过温度控制信号控制从激光器温度控制模块，粗调从激光器的输出频率，返回步骤2，开始下一轮反馈控制。