[发明专利]一种基于电流控制的DFB激光器稳频方法

摘要

本发明公开了一种基于电流控制的DFB激光器稳频方法，利用DFB激光器电流调谐特性，使用遗传规划算法进行波长‑电流建模，以设定DFB激光器稳频直流工作环境，并基于饱和吸收原理获得饱和吸收光谱信号，利用相敏检波原理获得含有频率信息的奇次谐波微分误差信号，将该误差信号使用遗传算法进行PID控制参数优化，实现快而准自适应锁频控制，兼顾饱和吸收稳频稳频精度高的优点，能够达到激光器频率长期保持高精度稳定性。

主权项

1.一种基于电流控制的DFB激光器稳频方法，其特征在于：该方法使用遗传规划算法实时的对激光器进行波长‑电流建模，利用所建模型精确的设定激光器稳频环境的直流工作点，包括电流值、温度值；使用消多普勒背景饱和吸收光路以及相敏检波原理将饱和吸收光谱信号转为奇次谐波误差信号；使用遗传规划算法优化PID控制参数，实现不同激光器不同工作环境下控制最优化，快而准的锁频；具体的稳频方法如下：步骤一：首先使用遗传规划算法对稳频所用DFB激光器进行波长‑电流关系建模，利用该模型确定待稳频率点的直流工作环境，基于饱和吸收稳频实验，因此所选频率点为饱和吸收峰处频率值；步骤二：调整DFB激光器电流控制器、温度控制器使其输出步骤一所得到的电流值、温度值，叠加扫频信号获得饱和吸收光谱信号，存储并利用微处理器与上位机进行通信，在Matlab中显示饱和吸收光谱信号；步骤三：对步骤二获得的饱和吸收光谱信号进行调制，利用相敏检波原理，通过锁相放大模块与滤波模块输出奇次谐波误差信号，存储该信号，并利用微处理器与上位机进行通信，在Matlab中显示一次微分误差信号；步骤四：步骤三获得的误差信号在Matlab中使用遗传规划算法进行优化PID控制器参数，将超调量、调整时间、上升时间作为优化函数进行设计适应度函数，优化后的P、I参数送回微处理器中实现数字PID控制器，将控制信号通过DAC输出到注入电流端，实现闭环频率控制，相比普通PID控制器，更具有自适应性。