[发明专利]一种基于光纤传感的半导体激光器标定方法

说明书

本发明公开的一种基于光纤传感的半导体激光器标定方法，涉及基于光纤传感器解调系统中的可调谐半导体激光器的标定方法，属于光纤传感技术领域。本发明适用于基于半导体激光器的光纤传感解调系统中激光器输出光信号标定；通过对激光器输出窄带光脉冲的中心波长进行标定，建立激光器输出光信号与激光器驱动电流的准确对应关系；基于对应关系，本发明能够在高速数字信号处理芯片或大规模可编程逻辑阵列芯片中完成光纤解调系统的激光器输出光信号标定，或在上位机软件中完成光纤解调系统的激光器输出光信号标定。实施本发明的硬件结构简单，计算复杂度低，在不影响光纤解调系统原有结构情况下，通过软件能够完成光纤解调系统的激光器输出光信号标定。

技术领域

本发明涉及一种基于光纤传感的半导体激光器标定方法，特别涉及基于光纤传感器解调系统中的可调谐半导体激光器的标定方法，属于光纤传感技术领域。

背景技术

可调谐半导体激光器技术的研究兴起于光通信领域，随着波分复用技术需求的提升，宽可调谐半导体激光器器件的研发越来越受到重视，在满足光通信需求的同时，也能作为可调谐窄带光源满光纤传感解调技术对激光器的需求。

将半导体激光器用于光纤传感解调系统的核心原理就是在一定波长范围内，驱动激光器输出一系列线宽比较窄的光，当输出光波长恰好为布拉格光栅的某个波长值时，照射到传感光栅上的光就会被相应的光栅反射，通过的光信号进行光电转换及解调运算就可以得到光纤光栅传感器的中心波长值。因此为了得到满足光纤解调要求的光源信号，就要先获取激光器驱动电流与输出光中心波长的对应关系，而每支激光器的特性不一样，这一对应关系也有细微差别，这就需要一种半导体激光器标定方法，用以建立每支激光器输出光信号与激光器驱动电流的准确对应关系，从而保证解调系统的准确性和稳定性，进而更好的应用在不同物理量的光纤传感测量中。

发明内容

本发明公开的一种基于光纤传感的半导体激光器标定方法目的为：通过对激光器输出窄带光脉冲的中心波长进行标定，建立激光器输出光信号与激光器驱动电流组合的准确对应关系，从而可以准确的通过驱动电流控制激光器输出光脉冲信号中心波长的稳定性，进而保证解调系统的准确性和稳定性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明公开的一种基于光纤传感的半导体激光器标定方法，包括以下步骤：

步骤1：首先设置光谱采集设备的参数，所述参数包括光谱线宽、边模抑制比、中心波长；

步骤2：然后设置多通道电流源的“遍历”激光器驱动电流组合的范围和步长参数；

步骤3：标定控制程序扫描时，记录运行过程中每组电流组合与其相对应的光谱采集设备的参数，初步汇总出“波长-电流”的对应关系；

步骤4：在初步确立的“波长-电流”对应关系中，会出现同一个波长的光信号会对应着多组驱动电流组合，因此需要对数据进行筛选。首先将初步汇总出的“波长-电流”对应关系按照波长从小到大依次排序，然后对比相同波长光信号的光谱参数，所述光谱参数包括光谱线宽和边模抑制比，当波长相同时优先保留线宽最小、边模抑制比最大的电流组合，对于同一个输出波长的光信号只保留一组光谱参数最优的激光器驱动电流组合；

步骤5：最后比对半导体激光器所期望的扫描光波长，与筛选后的“波长-电流”对应关系进行比较，如果满足误差容限，则该“波长-电流”对应关系被保留，从而得到满足光纤传感解调系统的激光器“波长-电流”数据查询表，通过所述数据查询表实现基于光纤传感的半导体激光器标定。

所述可调谐半导体激光器连接关系为：连接半导体激光器的输出至光谱采集设备，同时连接半导体激光器的输入至多通道电流源，通过标定控制模块控制多通道电流源产生不同的驱动电流组合，进而使得半导体激光器产生不同的输出光信号；同时，控制光谱采集设备对半导体激光器输出的光信号进行筛选，从而得到最佳输出光中心波长与驱动电流组合的对应关系。