[实用新型]一种自诊断、自适应的可调谐激光器

说明书

技术领域

本实用新型应用于光纤光栅传感领域，具体涉及一种自诊断、自适应的可调谐激光器。

背景技术

随着光纤光栅传感技术在电力、消防、周界入侵等行业的应用，市场对高稳定性、高鲁棒性和高一致性的解调仪表有巨大的需求。作为光纤光栅解调仪表中的核心模块之一，可调谐激光器也需要满足一系列更高的要求。

可调谐激光器是光纤光栅解调仪表的核心模块，主要作用是在一定的波段范围内分时发送连续波长的激光，它的性能直接决定了解调仪表的性能。目前市场上可调谐激光器普遍采用宽谱激光光源与可调谐光滤波器组合的方案来实现，由于光器件稳定性以及使用寿命等的局限，可调谐激光器存在稳定性不足、故障率高、故障诊断困难等缺点，严重影响了解调仪表的性能和可靠性，增加了维护难度和成本。

实用新型内容

本实用新型针对现有可调谐激光器模块的缺陷，提供一种自诊断、自适应的可调谐激光器，利用反馈自动控制的结构，实时跟踪各子模块运行状态，在一定范围内自动校准各子模块驱动信号，发现子模块状态异常后实时输出故障诊断信息。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种自诊断、自适应的可调谐激光器，其特征在于：它包括光放大回路和控制回路；光放大回路包括半导体激光放大器，半导体激光放大器输出的光信号经过可调谐滤波器后通过第一光耦合器分为二路，一路作为光源输出，一路返回半导体激光放大器形成回路；控制回路包括第一光电转换单元、第二光电转换单元和处理器；第一光电转换模块从可调谐滤波器的前端获取光信号，处理器通过第一光电转换模块的输出电信号控制半导体激光放大器的输出光功率；第二光电转换模块从可调谐滤波器的后端获取光信号，处理器通过第二光电转换模块的输出电信号调节驱动可调谐滤波器的三角波信号。

按上述方案，半导体激光放大器输出的光信号经过第一隔离器、带通滤波器和第二光耦合器后再输入给可调谐滤波器，第二光耦合器的另一个输出端通过定位光栅与第一光电转换模块连接。

按上述方案，所述的第一光耦合器作为光源输出的输出端与第三光耦合器的输入端连接，第三光耦合器的一个输出端输出最终光源，另一个输出端通过标准具与所述的第二光电转换模块连接。

按上述方案，所述的第一光耦合器与半导体激光放大器之间通过第二隔离器连接。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型通过反馈控制原理实现自动化调节，实时跟踪各子模块运行状态，在一定范围内自动校准各子模块驱动信号，发现子模块状态异常后实时输出故障诊断信息；使可调谐激光器快速到达稳定状态，在一定波段内输出波长随时间线性变化的激光，与系统其它部分级联来进行现场参数的采集和解调；不论选用的光器件个体差异如何，通过本装置可以自动生成正确驱动信号使整个系统正常工作，因此对于光器件一致性上固有的差异，本实用新型完全可以自适应，提高了生产效率，降低了生产成本；另外本实用新型能够保证在一定程度内部分光器件性能下降时通过本装置自动调节驱动信号，依然保证整个系统能正常工作，延长了设备工作寿命。

2、通过反馈控制原理实现自动化调节，在主要光器件由于老化造成性能下降时，在一定范围内依旧可以满足需求，提高了基于本发明的光纤传感系统的鲁棒性。

3、本实用新型定时跟踪可调谐激光器模块的运行状态并进行判断，处理器还可与外部芯片进行通讯，发现异常时进行故障信息记录并对外输出，也可以根据外部请求命令实时跟踪可调谐激光器模块的运行状态并进行判断，返回状态和诊断信息，实现了模块的故障可诊断，降低了维护难度和维护成本。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的光路结构图。

图2是本实用新型一实施例的反馈控制回路框图。

图3、4是本实用新型一实施例中SOA及PTL驱动信号调节方法中各信号波形示意图。

图5是本实用新型一实施例的流程框图。

图中：1.半导体激光放大器，2.第一隔离器，3.带通滤波器，4.第二光耦合器，5.可调谐滤波器，6.第一光耦合器，7.第二隔离器，8.定位光栅，9.第一光电转换模块，10.第三光耦合器，11.标准具，12.第二光电转换模块，13.处理器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。