一种泵浦激光器输入电流的控制方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种泵浦激光器输入电流的控制方法及装置，方法主要包括：计算所述输出光功率与目标光功率差值的绝对值；判断输出光功率与目标光功率差值的绝对值与预设阈值的大小；若绝对值大于预设阈值，采用数字式PID算法控制输入电流；若绝对值小于或者等于预设阈值，根据电流控制量控制输入电流。当输出光功率与目标光功率相差较大时，采用数字式PID算法可以快速调节泵浦激光器的输入电流；当输出光功率与目标光功率较为接近时，通过电流控制量调节输入电流可以适度、精准的调节泵浦激光器的输入电流，防止由于温度变化较大，导致PID控制参数无法适应现有环境而出现超调过量甚至震荡等不良现象，影响控制模块对泵浦激光器的控制能力。
【专利说明】
一种泵浦激光器输入电流的控制方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电子元件的控制领域，尤其涉及一种栗浦激光器输入电流的控制方法 及装置。
【背景技术】
[0002] EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器)是一种光纤通信系统对 光信号直接放大的光放大器件，由于光纤中掺杂微量铒离子，使得EDFA的输出功率和增益 均得到较大提高。由图1可见，EDFA通常由有源媒质(掺铒光纤）、栗浦激光器、光耦合器、滤 波器以及控制模块等元件组成。控制模块控制栗浦激光器输出稳定、精确的栗浦光信号，栗 浦光信号与输入光信号经耦合器的耦合作用后同时注入掺铒光纤中，通过掺铒光纤将栗浦 光信号的能量转移到输入光信号中，最后经滤波器去除噪音后输出稳定的光信号，从而实 现输入光信号能量的放大。
[0003] 栗浦激光器是EDFA中至关重要的元件之一，栗浦激光器的发光过程可分为"受激" 和"释放"两个过程，即栗浦激光器内部的粒子需接收外部能量(比如电流）的激发，从而由 稳定的低能态跃迀至亚稳定的高能态;但是，由于高能态的不稳定性，受激粒子将通过释放 光子而再次返回至稳定的低能态，并将吸收的能量以光能的形式释放出来。栗浦激光器的 "受激"过程是确保栗浦光信号稳定输出的关键，因此，输入栗浦激光器的电流需要严格控 制，以确保栗浦光信号的输出功率可以快速调整至目标光功率，并以目标光功率稳定输出， 进而保证EDFA输出精确的放大光信号。调节栗浦激光器输入电流的控制模块通常为PID (proportion、integral和derivative，比例、积分和微分)控制模块，PID控制模块通过对栗 浦激光器的输出光功率与目标光功率的差值进行PID(比例、积分和微分的线性组合)计算 而获得控制量，并根据控制量调节栗浦激光器的输入电流，经多次调节后，栗浦激光器可以 最终以稳定的目标光功率输出栗浦光信号。PID控制模块又分为比例控制模块、积分控制模 块和微分控制模块。其中，比例控制模块能迅速反应误差，从而减小稳态误差;积分控制模 块可以不断积累系统误差，输出积分控制量以消除误差;微分控制模块可以减小超调量，克 服振荡，增强系统的稳定性。PID控制模块中比例控制模块、积分控制模块和微分控制模块 三者相互协调，最终实现对栗浦激光器输入电流的快速调节和控制。
[0004]但是，栗浦激光器的粒子"受激"过程所需的外部能量受外部温度影响较大，在高 温条件下，由于粒子自身活动剧烈，使得"受激"所需的外部能量与低温状态下所需的外部 能量相比要少的多。因此，在不同温度、相同栗浦激光器输入电流的情况下，栗浦光信号达 到稳定状态所需的时间并不相同，也就是PID控制模块对栗浦激光器的调节能力并不相同。 尤其是在温差较大时，差异更为明显，甚至在高温条件下运行良好的PID控制模块，在低温 条件下的调节过程出现过度延时、震荡甚至超调过量现象（即被调参数动态偏离给定值的 最大程度出现过大的情况）。因此，当外部温度变化较大时，PID控制模块的各个控制参数都 需要反复调整，以确保PID控制模块的精确控制。同时，当温度急剧变化时，若不及时调整 PID控制参数，则过强的比例和积分控制以及PID控制本身的延时特性将增强系统的不稳定 性，很容易出现超调过量现象，也就是栗浦激光器的输入电流远超过给定值的情况。由于 m)FA属于信号源器件，通常位于通讯系统的前端，其后端需接入多个应用设备，栗浦激光器 过大的输入电流导致的EDFA无法快速进入稳定状态的情况将严重影响后端设备的正常运 行，缩短后端设备的使用寿命甚至严重损坏后端设备。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种栗浦激光器输入电流的控制方法及装置，以解决现有技术控制模 块对栗浦激光器的控制能力受温度影响较大的技术问题。
[0006] 本发明提供一种栗浦激光器输入电流的控制方法，所述栗浦激光器输入电流的控 制方法包括：
[0007] 获取栗浦激光器的输出光功率；
[0008] 计算所述输出光功率与目标光功率差值的绝对值；
[0009] 判断所述绝对值是否大于预设阈值，其中，预设阈值为〇.2-5dbm;
[0010] 若所述绝对值大于预设阈值，则采用数字式PID算法控制栗浦激光器的输入电流；
[0011] 若所述绝对值小于或者等于预设阈值，则根据栗浦激光器的电流一输出光功率特 性获取栗浦激光器的电流控制量，根据所述电流控制量控制栗浦激光器的输入电流。
[0012] 优选的，所述根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦激光器的电流控 制量包括：
[0013] 根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性曲线图获取与目标光功率和临界光功 率分别对应的目标电流值和临界电流值，其中，临界光功率为目标光功率与预设阈值的差 值或和值；
[0014] 计算所述目标电流值和所述临界电流值的差值E;
[0015] 根据公式IzEM，，获取电流控制量，其中，EjPE^别为第一控制参数和第二 控制参数。
[0016] 优选的，所述预设阈值包括第一预设阈值和小于所述第一预设阈值的第二预设阈 值，且所述判断所述绝对值是否大于预设阈值为判断所述绝对值是否大于第一预设阈值。
[0017] 优选的，所述若所述绝对值小于或者等于预设阈值，则根据栗浦激光器的电流一 输出光功率特性获取栗浦激光器的电流控制量，根据所述电流控制量控制栗浦激光器的输 入电流包括：
[0018] 判断所述绝对值与所述第一预设阈值和所述第二预设阈值的大小关系；
[0019] 若所述绝对值大于所述第二预设阈值且小于或者等于所述第一预设阈值，则根据 栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取第一电流控制量，根据所述第一电流控制量控制 栗浦激光器的输入电流；
[0020] 若所述绝对值小于或等于所述第二预设阈值，则根据栗浦激光器的电流一输出光 功率特性获取第二电流控制量，根据所述第二电流控制量控制栗浦激光器的输入电流。
[0021] 优选的，所述采用数字式PID算法控制栗浦激光器的输入电流包括：
[0022] 预设PID控制参数的初始值，其中，所述PID控制参数包括比例放大系数KP、积分时 间常数KI和微分时间常数Kd ; .k
[0023] 根据公式"⑷二',/#) +A: + 雄-1)] 以及PID控制参数的初 /=0 始值，获取栗浦激光器的输出光功率的控制量u(k)，其中，e(k)为输出光功率与目标光功率 的差值，uo为控制量基值；
[0024] 根据所述控制量u(k)控制栗浦激光器的输入电流。
[0025] 本发明还提供一种栗浦激光器输入电流的控制装置，所述栗浦激光器输入电流的 控制装置包括：
[0026] 获取模块，所述获取模块用于获取栗浦激光器的输出光功率；
[0027]绝对值计算模块，所述绝对值计算模块用于计算所述输出光功率与目标光功率差 值的绝对值；
[0028]判断模块，所述判断模块用于判断所述绝对值是否大于预设阈值，其中，预设阈值 为0?2_5dbm;
[0029]第一控制模块，所述第一控制模块用于当所述绝对值大于预设阈值时，采用数字 式PID算法控制栗浦激光器的输入电流；
[0030]第二控制模块，所述第二控制模块用于当所述绝对值小于或者等于预设阈值时， 根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦激光器的电流控制量，根据所述电流控 制量控制栗浦激光器的输入电流。
[0031 ]优选的，所述第二控制模块在根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦 激光器的电流控制量时用于：
[0032] 根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性曲线图获取与目标光功率和临界光功 率分别对应的目标电流值和临界电流值，其中，临界光功率为目标光功率与预设阈值的差 值或和值；
[0033] 计算所述目标电流值和所述临界电流值的差值E;
[0034] 根据公式IiE/Ei-E^获取电流控制量，其中，EjPE2分别为第一控制参数和第二 控制参数。
[0035] 优选的，所述预设阈值包括第一预设阈值和小于所述第一预设阈值的第二预设阈 值，且所述判断所述绝对值是否大于预设阈值为判断所述绝对值是否大于第一预设阈值。 [0036]优选的，所述第二控制模块包括：
[0037]判断子模块，所述判断子模块用于判断所述绝对值与所述第一预设阈值和所述第 二预设阈值的大小关系；
[0038]第一电流控制子模块，所述第一电流控制子模块用于当所述绝对值大于所述第二 预设阈值且小于或者等于所述第一预设阈值时，根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性 获取第一电流控制量，根据所述第一电流控制量控制栗浦激光器的输入电流；
[0039]第二电流控制子模块，所述第二电流控制子模块用于当所述绝对值小于或等于所 述第二预设阈值时，根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取第二电流控制量，根据 所述第二电流控制量控制栗浦激光器的输入电流。
[0040] 优选的，所述第一控制模块包括：
[0041] 初始值预设子模块，所述初始值预设子模块用于预设PID控制参数的初始值，其 中，所述PID控制参数包括比例放大系数KP、积分时间常数心和微分时间常数Kd ;
[0042] 控制量获取子擞夬，戶腿空制量获取子模块用于根据公式《W =人>(蝌加卜 ；=() 以及PID控制参数的初始值，获取栗浦激光器的输出光功率的控制量u(k)，其中，e (k)为输 出光功率与目标光功率的差值，UQ为控制量基值；
[0043] 控制子模块，所述控制子模块用于根据所述控制量u(k)控制栗浦激光器的输入电 流。
[0044] 本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0045] 本发明提供一种栗浦激光器输入电流的控制方法及装置，所述栗浦激光器输入电 流的控制方法包括:获取栗浦激光器的输出光功率;计算所述输出光功率与目标光功率差 值的绝对值;判断所述绝对值与预设阈值的大小，其中，预设阈值为3_5dbm;若所述绝对值 大于预设阈值，则采用数字式PID算法控制栗浦激光器的输入电流;若所述绝对值小于或者 等于预设阈值，则根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦激光器的电流控制 量;根据所述电流控制量控制栗浦激光器的输入电流。本发明提供的栗浦激光器输入电流 的控制方法以预设阈值为分界线，分别通过数字式PID算法和电流控制量控制栗浦激光器 的输入电流。目标光功率多在15dbm以上，而本发明中预设阈值仅为0.2-5dbm，由此可知，当 输出光功率与目标光功率相差较大时，本发明通过线性调节方式的数字式PID算法快速调 节栗浦激光器的输入电流，直至输出光功率与目标光功率差值的绝对值达到预设阈值为 止;而当输出光功率与目标光功率较为接近时，本发明直接通过与栗浦激光器的电流一输 出光功率特性对应的电流控制量调节栗浦激光器的输入电流，电流控制量以栗浦激光器的 电流一输出光功率特性为依据，可以在输出光功率接近目标光功率时，适度、精准的调节栗 浦激光器的输入电流，有效防止数字式PID算法在温度变化较大时，由于PID控制参数无法 适应现有环境而发生超调过量甚至震荡等不良现象，影响控制模块对栗浦激光器的控制能 力。
[0046] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本发明。
【附图说明】
[0047] 图1是本发明实施例中提供的EDFA的结构示意图；
[0048] 图2是本发明实施例中提供的一种栗浦激光器输入电流的控制方法流程图；
[0049] 图3是本发明实施例中提供的一种控制区域示意图；
[0050] 图4是本发明实施例中提供的步骤S400的方法流程图；
[0051 ]图5是本发明实施例中提供的根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦 激光器的电流控制量的方法流程图；
[0052] 图6是本发明实施例中提供的一种电流一输出光功率特性曲线图。
[0053] 图7是本发明实施例中提供的步骤S500的方法流程图；
[0054] 图8是本发明实施例中提供的一种栗浦激光器输入电流控制装置的结构示意图；
[0055] 图9是本发明实施例中提供的第二控制模块900的结构示意图；
[0056]图10是本发明实施例中提供的第一控制模块800的结构示意图。
【具体实施方式】
[0057] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
[0058] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
[0059] 请参见图2,所示为本发明实施例中提供的一种栗浦激光器输入电流的控制方法 流程图。
[0060] 由图2可知，本发明提供一种栗浦激光器输入电流的控制方法，所述栗浦激光器输 入电流的控制方法包括以下步骤：
[0061] 步骤S100:获取栗浦激光器的输出光功率。
[0062]本实施例通过光电二极管将采集到的栗浦光信号转换为电信号，再经AD转换器 (模数转换器)测量上述电信号的大小，最后将电信号转化为光功率值，从而获取栗浦激光 器的输出光功率。
[0063] 步骤S200:计算所述输出光功率与目标光功率差值的绝对值。
[0064] 为了确保EDFA最终可以输出稳定的光信号，则栗浦激光器输出的栗浦光信号需要 在控制模块的控制作用下快速进入稳定工作状态，栗浦激光器进入稳定工作状态后的输出 光功率即为目标光功率。输出光功率与目标光功率的差值与控制模块的控制力度相关，由 于PID控制为线性控制，因此，当输出光功率与目标光功率相差较大时，控制模块的控制力 度较强，此时，输出光功率快速接近目标光功率；当输出光功率与目标光功率相差较小时， 控制模块的控制力度明显减弱，以防止由于延时现象而出现输出光功率的超调过量以及大 幅震荡的现象。
[0065]本实施例中，栗浦激光器的目标光功率设为22dbm，当然，根据EDFA输出功率的实 际需要，本发明其他实施例中栗浦激光器的目标光功率也可以为l〇dbm-23dbm之间的任意 其他数值。
[0066] 步骤S300:判断所述绝对值是否大于预设阈值。
[0067]本实施例中，上述预设阈值设为4dbm，当然，在本发明其他实施例中预设阈值也可 以为0.2-5dbm之间的任意其他数值。由于预设阈值相对于目标光功率来说数值较小，判断 输出光功率与目标光功率差值的绝对值是否大于预设阈值，也就是判断上述绝对值是否到 达了一个较小的值域内，也就是判断PID控制模块的控制力度是否应该逐渐变小。
[0068]请参见图3,本实施例中的预设阈值可以视为分界线，所述绝对值大于预设阈值的 区域为远区，所述绝对值小于或者等于预设阈值的区域为近区。本实施例中远区和近区分 别采用不同的控制方法控制栗浦激光器的输入电流。
[0069]步骤S400:若所述绝对值大于预设阈值，则采用数字式PID算法控制栗浦激光器的 输入电流。
[0070]当输出光功率位于远区时，即输出光功率与目标光功率差值的绝对值大于预设阈 值时，本实施例采用数字式PID算法控制栗浦激光器的输入电流。数字式PID算法的实现方 式较传统的硬件PID实现方式更加灵活、方便，且成本更低，调节精度更高。数字式PID算法 需将采集到的连续的时间信号经整量化，转化为数字量，方能进入计算机的存贮器和寄存 器，因此，连续性的时间信号需调整为离散式。
[0071]请参见图4,所示为本发明实施例中提供的步骤S400的的方法流程图。
[0072]由图4可知，采用数字式PID算法控制栗浦激光器的输入电流可以包括如下步骤： [0073]步骤S401:预设PID控制参数的初始值。
[0074] 所述PID控制参数包括比例放大系数KP、积分时间常数心和微分时间常数Kd。本实 施例中，比例放大系数心设置为0.6、积分时间常数K〗设置为0.01、和微分时间常数Kd设置为 0.02,积分时间设置为10毫秒。PID控制参数的初始值可以为应用于栗浦激光器的其他常用 参数。
[0075] 步骤S402:根据公式"(々）= 心芝>(./) +人'士(々）-丨)j + 以及PID控制 J4. 参数的初始值，获取栗浦激光器的输出光功率的控制量u(k)，其中，e(k)为输出光功率与目 标光功率的差值，UQ为控制量基值。
[0076]步骤S403:根据所述控制量u(k)控制栗浦激光器的输入电流。
[0077] 由于本实施例仅在远区采用数字式PID算法快速调节栗浦激光器的输入电流，对 于数字式PID算法控制精度的要求较低，因此，采用本实施例预设的PID控制参数即可较好 的完成整个远区的控制和调节，无需对PID控制参数反复整定，从而提高控制模块的工作效 率，缩短栗浦激光器达到稳定工作状态的时间。
[0078] 步骤S500:若所述绝对值小于或者等于预设阈值，则根据栗浦激光器的电流一输 出光功率特性获取栗浦激光器的电流控制量，根据所述电流控制量控制栗浦激光器的输入 电流。
[0079] 本实施例中，将电流控制量直接设定为栗浦激光器的输入电流，当然，也可以根据 实际需要做相应调整，如电流控制量直接设定为栗浦激光器的输入电流时，无法快速稳定 栗浦激光器，则可以继续增加控制参数，从而获取更为精准的输入电流。
[0080] 请参见图5,所示为本发明实施例中提供的根据栗浦激光器的电流一输出光功率 特性获取栗浦激光器的电流控制量的方法流程示意图。
[0081] 由图5可知，所述根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦激光器的电 流控制量包括：
[0082] 步骤S501:根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性曲线图获取与目标光功率和 临界光功率分别对应的目标电流值和临界电流值，其中，临界光功率为目标光功率与预设 阈值的差值或和值。
[0083]当输出光功率达到临界光功率时，控制模块对栗浦激光器的控制方法由数字式 PID算法转变为电流控制量控制。电流一输出光功率特性曲线图是反映栗浦激光器自身电 流一输出光功率特性的曲线图，不同型号的栗浦激光器，其电流一输出光功率特性不同。
[0084] 步骤S502:计算所述目标电流值和所述临界电流值的差值E。
[0085] 步骤S503:根据公式IzE/U-Eh获取电流控制量，其中，EjPE2分别为第一控制参 数和第二控制参数。
[0086] 下面以图6所示的电流一输出光功率特性曲线图为例，则获取与本电流一输出光 功率特性曲线图相对应的栗浦激光器的电流控制量的过程如下：
[0087]本实施例中栗浦激光器的目标光功率为22dbm，预设阈值为4dbm，临界光功率为目 标光功率(22dbm)和预设阈值(4dbm)的差值或和值，即可将临界光功率分为下限临界光功 率（目标光功率和预设阈值的差值)和上限临界光功率（目标光功率和预设阈值的和值），本 实施例中，上限临界光功率和下限临界光功率分别为18dbm或26dbm。由图6可见，当输出光 功率达到24dbm后，电流的增加不会引起光功率的增大，也就是输出光功率达到24dbm后曲 线即进入平衡状态，因此，本实施例中上限临界光功率取24dbm。
[0088]根据图6所示的曲线可知，与目标光功率(22dbm)对应的目标电流值为7500mA，与 上限临界光功率(24dbm)对应的上限临界电流值为10000mA，下限临界光功率（18dbm)对应 的下限临界电流值为4000mA。
[0089] 由于在22dbm-24dbm这个区间电流变化大的情况下，输出光功率变化相对较小，而 在18dbm-22dbm区间，在电流变化很小的情况下，输出光功率变化很大。因此，本实施例采用 下限临界临界电流值获取差值E，本实施例中，E为3500mA。本实施例中，第一控制参数EiS 10,第二控制参数E2为50mA，因此，根据公式IzEM-Eh可获取电流控制量350mA。
[0090] 本发明提供的栗浦激光器输入电流的控制方法以预设阈值为分界线，分别通过数 字式PID算法和电流控制量控制栗浦激光器的输入电流。目标光功率多在15dbm以上，而本 发明中预设阈值仅为3_5dbm，由此可知，当输出光功率与目标光功率相差较大时，本发明通 过线性调节方式的数字式PID算法快速调节栗浦激光器的输入电流，直至输出光功率与目 标光功率差值的绝对值达到预设阈值为止;而当输出光功率与目标光功率较为接近时，本 发明直接通过与栗浦激光器的电流一输出光功率特性对应的电流控制量调节栗浦激光器 的输入电流，电流控制量以栗浦激光器的电流一输出光功率特性为依据，可以在输出光功 率接近目标光功率时，适度、精准的调节栗浦激光器的输入电流，有效防止数字式PID算法 在温度变化较大时，由于PID控制参数无法适应现有环境而发生超调过量甚至震荡等不良 现象。
[0091] 本发明某些实施例中，所示预设阈值还包括第一预设阈值和小于所述第一预设阈 值的第二预设阈值。此时，步骤S300中的判断所述绝对值是否大于预设阈值为判断所述绝 对值是否大于第一预设阈值。
[0092] 在此基础上，请参考图7,所示为本发明实施例中提供的步骤S500的方法流程图。 [0093]由图7可见，步骤S500还包括以下步骤：
[0094]步骤S601:判断所述绝对值与所述第一预设阈值和所述第二预设阈值的大小关 系；
[0095]步骤S602:若所述绝对值大于所述第二预设阈值且小于或者等于所述第一预设阈 值，则根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取第一电流控制量，根据所述第一电流 控制量控制栗浦激光器的输入电流；
[0096] 步骤S603:若所述绝对值小于或等于所述第二预设阈值，则根据栗浦激光器的电 流一输出光功率特性获取第二电流控制量，根据所述第二电流控制量控制栗浦激光器的输 入电流。
[0097] 本实施例中，预设阈值分为第一预设阈值和第二预设阈值，即将近区进一步分为 第一近区和第二近区两部分，第一近区为输出光功率与目标光功率差值的绝对值大于第二 预设阈值，且小于或者等于所述第一预设阈值的区域;第二近区为输出光功率与目标光功 率差值的绝对值小于或等于所述第二预设阈值的区域。只要输出光功率进入第一近区，则 采用数字式PID算法控制栗浦激光器的输入电流。
[0098] 本实施例针对位于第一近区和第二近区分别采用第一电流控制量和第二电流控 制量控制栗浦激光器的输入电流，第一电流控制量和第二电流控制量的获取方法如前所 述，这里不再赘述。由于第二预设阈值小于第一预设阈值，因此，根据第二预设阈值以及电 流一输出光功率特性获取的第二电流控制量与第一电流控制量相比，调节力度降低，调节 精确更高，从而有效防止由于第一电流控制量的调节力度过大而导致的控制时间的延长。 本实施例中，第一预设阈值为4dbm，第二预设阈值为1 dbm。
[0099] 此外，为了进一步提高控制模块对栗浦激光器的调节时间，第二电流控制量也可 以直接根据第一电流控制量获得，例如，第二电流控制量=第一电流控制量-50。
[0100] 本发明其他实施例也可以设置多个预设阈值，并根据与预设阈值相对应的电流控 制量控制栗浦激光器的输入电流，其控制原理与上述实施例类似，这里不再赘述。
[0101] 请参考图8,所示为本发明实施例中提供的一种栗浦激光器输入电流控制装置的 结构示意图。
[0102] 由图8可见，本发明实施例还提供一种栗浦激光器输入电流的控制装置，所述栗浦 激光器输入电流的控制装置包括：
[0103] 获取模块500,所述获取模块用于获取栗浦激光器的输出光功率；
[0104] 绝对值计算模块600,所述绝对值计算模块用于计算所述输出光功率与目标光功 率差值的绝对值；
[0105] 判断模块700,所述判断模块用于判断所述绝对值是否大于预设阈值，其中，预设 阈值为〇.2-5dbm;
[0106] 第一控制模块800,所述第一控制模块用于当所述绝对值大于预设阈值时，采用数 字式PID算法控制栗浦激光器的输入电流；
[0107] 第二控制模块900,所述第二控制模块用于当所述绝对值小于或者等于预设阈值 时，根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦激光器的电流控制量，根据所述电 流控制量控制栗浦激光器的输入电流。
[0108] 所述第二控制模块900在根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取栗浦激光 器的电流控制量时用于：
[0109] 根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性曲线图获取与目标光功率和临界光功 率分别对应的目标电流值和临界电流值，其中，临界光功率为目标光功率与预设阈值的差 值或和值；
[0110] 计算所述目标电流值和所述临界电流值的差值E;
[0111] 根据公式IiE/Ei-E^获取电流控制量，其中，EjPE2分别为第一控制参数和第二 控制参数。
[0112] 进一步，所述预设阈值包括第一预设阈值和小于所述第一预设阈值的第二预设阈 值，且所述判断所述绝对值是否大于预设阈值为判断所述绝对值是否大于第一预设阈值。
[0113] 请参考图9,所示为本发明实施例中提供的第二控制模块900的结构示意图。
[0114] 由图9可见，本发明某些实施例中，第二控制模块900还包括：
[0115] 判断子模块901，所述判断子模块用于判断所述绝对值与所述第一预设阈值和所 述第二预设阈值的大小关系；
[0116] 第一电流控制子模块902,所述第一电流控制子模块用于当所述绝对值大于所述 第二预设阈值且小于或者等于所述第一预设阈值时，根据栗浦激光器的电流一输出光功率 特性获取第一电流控制量，根据所述第一电流控制量控制栗浦激光器的输入电流；
[0117] 第二电流控制子模块903,所述第二电流控制子模块用于当所述绝对值小于或等 于所述第二预设阈值时，根据栗浦激光器的电流一输出光功率特性获取第二电流控制量， 根据所述第二电流控制量控制栗浦激光器的输入电流。
[0118] 请参考图10,所示为本发明实施例中提供的第一控制模块800的结构示意图。
[0119] 由图10可见，本发明某些实施例中，第一控制模块800还包括：
[0120] 初始值预设子模块801，所述初始值预设子模块用于预设PID控制参数的初始值， 其中，所述PID控制参数包括比例放大系数K P、积分时间常数心和微分时间常数Kd ;
[0121] 控制量获取子模块8 0 2，所述控制量获取子模块用于根据公式 iK心人) + (免K./) +~[K々）_離-1)]+ %以及PID控制参数的初始值，获取栗浦激光 j=i) 器的输出光功率的控制量u(k)，其中，e(k)为输出光功率与目标光功率的差值，u〇为控制量 基值；
[0122] 控制子模块803,所述控制子模块用于根据所述控制量u(k)控制栗浦激光器的输 入电流。
[0123] 以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0124] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
[0125] 为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本 发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0126] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或 系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法 实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为 分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或 者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根 据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术 人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0127] 可以理解的是，本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如:个 人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理 器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任 何系统或设备的分布式计算环境等等。
[0128] 本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序 模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组 件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由 通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以 位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0129]以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 [0130]以上所述仅是本发明的【具体实施方式】，使本领域技术人员能够理解或实现本发 明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种累浦激光器输入电流的控制方法，其特征在于，所述累浦激光器输入电流的控 制方法包括： 获取累浦激光器的输出光功率； 计算所述输出光功率与目标光功率差值的绝对值； 判断所述绝对值是否大于预设阔值，其中，预设阔值为〇.2-5dbm; 若所述绝对值大于预设阔值，则采用数字式PID算法控制累浦激光器的输入电流； 若所述绝对值小于或者等于预设阔值，则根据累浦激光器的电流一输出光功率特性获 取累浦激光器的电流控制量，根据所述电流控制量控制累浦激光器的输入电流。2. 根据权利要求1所述的累浦激光器输入电流的控制方法，其特征在于，所述根据累浦 激光器的电流一输出光功率特性获取累浦激光器的电流控制量包括： 根据累浦激光器的电流一输出光功率特性曲线图获取与目标光功率和临界光功率分 别对应的目标电流值和临界电流值，其中，临界光功率为目标光功率与预设阔值的差值或 和值； 计算所述目标电流值和所述临界电流值的差值E; 根据公式I=E/Ei-E2,获取电流控制量，其中，Ei和E2分别为第一控制参数和第二控制参 数。3. 根据权利要求1所述的累浦激光器输入电流的控制方法，其特征在于，所述预设阔值 包括第一预设阔值和小于所述第一预设阔值的第二预设阔值，且所述判断所述绝对值是否 大于预设阔值为判断所述绝对值是否大于第一预设阔值。4. 根据权利要求3所述的累浦激光器输入电流的控制方法，其特征在于，所述若所述绝 对值小于或者等于预设阔值，则根据累浦激光器的电流一输出光功率特性获取累浦激光器 的电流控制量，根据所述电流控制量控制累浦激光器的输入电流包括： 判断所述绝对值与所述第一预设阔值和所述第二预设阔值的大小关系； 若所述绝对值大于所述第二预设阔值且小于或者等于所述第一预设阔值，则根据累浦 激光器的电流一输出光功率特性获取第一电流控制量，根据所述第一电流控制量控制累浦 激光器的输入电流； 若所述绝对值小于或等于所述第二预设阔值，则根据累浦激光器的电流一输出光功率 特性获取第二电流控制量，根据所述第二电流控制量控制累浦激光器的输入电流。5. 根据权利要求1所述的累浦激光器输入电流的控制方法，其特征在于，所述采用数字 式PID算法控制累浦激光器的输入电流包括： 预设PID控制参数的初始值，其中，所述PID控制参数包括比例放大系数Kp、积分时间常 数Ki和微分时间常数Kd; 根据公式^及PID控制参数的初始值， 获取累浦激光器的输出光功率的控制量U化），其中，e化)为输出光功率与目标光功率的差 值，U日为控制量基值； 根据所述控制量U化)控制累浦激光器的输入电流。6. -种累浦激光器输入电流的控制装置，其特征在于，所述累浦激光器输入电流的控 制装置包括： 获取模块，所述获取模块用于获取累浦激光器的输出光功率； 绝对值计算模块，所述绝对值计算模块用于计算所述输出光功率与目标光功率差值的 绝对值； 判断模块，所述判断模块用于判断所述绝对值是否大于预设阔值，其中，预设阔值为 0.2-5dbm； 第一控制模块，所述第一控制模块用于当所述绝对值大于预设阔值时，采用数字式PID 算法控制累浦激光器的输入电流； 第二控制模块，所述第二控制模块用于当所述绝对值小于或者等于预设阔值时，根据 累浦激光器的电流一输出光功率特性获取累浦激光器的电流控制量，根据所述电流控制量 控制累浦激光器的输入电流。7. 根据权利要求6所述的累浦激光器输入电流的控制装置，其特征在于，所述第二控制 模块在根据累浦激光器的电流一输出光功率特性获取累浦激光器的电流控制量时用于： 根据累浦激光器的电流一输出光功率特性曲线图获取与目标光功率和临界光功率分 别对应的目标电流值和临界电流值，其中，临界光功率为目标光功率与预设阔值的差值或 和值； 计算所述目标电流值和所述临界电流值的差值E; 根据公式I=E/Ei-E2,获取电流控制量，其中，Ei和E2分别为第一控制参数和第二控制参 数。8. 根据权利要求6所述的累浦激光器输入电流的控制装置，其特征在于，所述预设阔值 包括第一预设阔值和小于所述第一预设阔值的第二预设阔值，且所述判断所述绝对值是否 大于预设阔值为判断所述绝对值是否大于第一预设阔值。9. 根据权利要求8所述的累浦激光器输入电流的控制装置，其特征在于，所述第二控制 模块包括： 判断子模块，所述判断子模块用于判断所述绝对值与所述第一预设阔值和所述第二预 设阔值的大小关系； 第一电流控制子模块，所述第一电流控制子模块用于当所述绝对值大于所述第二预设 阔值且小于或者等于所述第一预设阔值时，根据累浦激光器的电流一输出光功率特性获取 第一电流控制量，根据所述第一电流控制量控制累浦激光器的输入电流； 第二电流控制子模块，所述第二电流控制子模块用于当所述绝对值小于或等于所述第 二预设阔值时，根据累浦激光器的电流一输出光功率特性获取第二电流控制量，根据所述 第二电流控制量控制累浦激光器的输入电流。10. 根据权利要求6所述的累浦激光器输入电流的控制装置，其特征在于，所述第一控 制模块包括： 初始值预设子模块，所述初始值预设子模块用于预设PID控制参数的初始值，其中，所 述PID控制参数包括比例放大系数Kp、积分时间常数Ki和微分时间常数Kd ; 控制量获取子模块，所述控制量获取子模块用于根据公^^W及PID控制参数的初始值，获取累浦激光器的输出光功率的控制量U化），其中，e化)为输 出光功率与目标光功率的差值，UO为控制量基值； 控制子模块，所述控制子模块用于根据所述控制量U化)控制累浦激光器的输入电流。
【文档编号】G05F1/625GK105912067SQ201610422688
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】陈波, 姚毅, 杨健
【申请人】凌云天博光电科技股份有限公司