基于环形子腔跟随控制的稳定纵模方法、装置及相关设备

本技术的实施例涉及光信号控制，尤其涉及一种基于环形子腔跟随控制的稳定纵模方法、装置及相关设备。

背景技术：

1、光纤激光器的环形腔允许采用长腔设计，但一些情况下，由于其较长的腔长，对应的自由光谱范围较小，潜在纵向模式较多，易发生跳模。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提出一种基于环形子腔跟随控制的稳定纵模方法、装置及相关设备。

2、基于上述目的，本技术提供了基于环形子腔跟随控制的稳定纵模方法，包括：

3、利用预设的增益光纤、泵浦源和第一光纤耦合器生成光信号，利用预设的第二光纤耦合器将所述光信号分为第一分解信号和第二分解信号两路；

4、将所述第一分解信号发回至所述第一光纤耦合器，并将所述第二分解信号发送至预设的第三光纤耦合器；

5、利用所述第三光纤耦合器将所述第二分解信号分为第一子信号和第二子信号，将所述第一子信号输出，将所述第二子信号与预置的参考光信号耦合并转化为电信号，并从所述电信号中确定出拍频值；

6、根据所述拍频值确定出所述光信号的输出波长，利用所述输出波长确定出所述第一光纤耦合器中环形谐振腔的子腔腔长调节量，根据所述子腔腔长调节量生成对应的控制信号，并利用所述控制信号调节所述环形谐振腔的子腔腔长以稳定所述光信号的纵模。

7、进一步地，利用预设的增益光纤、泵浦源和第一光纤耦合器生成光信号，包括：

8、利用耦合比为50:50的第一光纤耦合器和子腔腔长为0.6m的环形谐振腔生成所述光信号。

9、进一步地，利用预设的第二光纤耦合器将所述光信号分为第一分解信号和第二分解信号两路，包括：

10、令所述第二光纤耦合器按照90:10的耦合比，分出所述光信号的90％并确定为所述第一分解信号，分出所述光信号的90％并确定为所述第二分解信号。

11、进一步地，将所述第二子信号与预置的参考光信号耦合并转化为电信号，包括：

12、利用预设的第四光纤耦合器将所述第二子信号和所述参考光信号耦合得到耦合信号；

13、利用预设的衰减器将所述耦合信号的当前功率衰减至目标功率；

14、利用预设的光电探测器将功率衰减后的耦合信号转化为电信号。

15、进一步地，利用所述输出波长确定出所述第一光纤耦合器中环形谐振腔的子腔腔长调节量，包括：

16、利用所述输出波长构建如下所示的腔长控制公式，

17、

18、其中，δl表示所述子腔腔长调节量；ql表示所述光信号的激光输出模式所对应的所述环形谐振腔的传输峰值的阶数；λ′l表示当前时刻的中心波长；λc表示初始时刻下激光输出模式与谐振腔谐振模式之间的中心波长差；n′o表示当前时刻各个子腔的平均折射率；ao表示各个子腔的热膨胀系数，t′表示当前时刻的环境温度，a表示常数。

19、进一步地，利用所述控制信号调节所述环形谐振腔的子腔腔长以稳定所述光信号的纵模，包括：

20、将所述控制信号发送至预设的光纤拉伸驱动器；

21、令所述光纤拉伸驱动器根据所述控制信号生成对应的控制电压，并将所述控制电压施加至预设的光纤拉伸器；

22、令所述光纤拉伸器对所述第一光线耦合器中的环形谐振腔的子腔腔长进行调节。

23、基于同一发明构思，本技术还提供了一种基于环形子腔跟随控制的稳定纵模装置，包括：互相连接的光信号回路和反馈信号回路；

24、所述光信号回路，被配置为，生成光信号，将所述光信号分为第一分解信号和第二分解信号两路，并发送所述第二分解信号至所述反馈信号回路；

25、所述反馈信号回路，被配置为，接收所述第二分解信号，并利用所述第二分解信号生成控制信号，将所述控制信号生成控制电压，并将所述控制电压发送至所述光信号回路；

26、所述光信号回路，还被配置为，接收所述控制电压，并根据所述控制电压调节生成所述光信号时环形谐振腔的子腔腔长，以稳定所述光信号的纵模。

27、其中，所述光信号回路包括，

28、第一光纤耦合器，耦合比为50:50，被配置为，构建子腔腔长为0.6m的环形谐振腔，并生成光信号；

29、与所述第一光纤耦合器连接的第二光纤耦合器，耦合比为90:10，被配置为，接收光信号，按照90:10的耦合比，分出所述光信号的90％并确定为所述第一分解信号，分出所述光信号的90％并确定为所述第二分解信号；

30、与所述第一光纤耦合器连接的光纤拉伸器，并被配置为，接收所述控制电压，并根据所述控制电压对所述第一光纤耦合器的环形谐振腔的子腔腔长进行调节；

31、所述反馈信号回路包括，

32、与所述第二光纤耦合器连接的第三光纤耦合器，被配置为，将所述第二分解信号分为第一子信号和第二子信号，将所述第一子信号输出，将所述第二子信号并发送；

33、与所述第三光纤耦合器连接的第四光纤耦合器，被配置为，接收所述第二子信号，并将所述第二子信号与预置的参考光信号耦合，得到耦合信号并发送；

34、与所述第四光纤耦合器连接的衰减器，被配置为，接收所述耦合信号，并将所述耦合信号的当前功率衰减至目标功率；

35、与所述衰减器连接的光电探测器，被配置为，接收功率衰减后的耦合信号，并将功率衰减后的耦合信号转化为电信号；

36、与所述光电探测器连接的电子频率计，被配置为，接收所述电信号，并从所述电信号中确定出拍频值；

37、与所述电子频率计连接的处理器，被配置为，从所述电子频率计获取所述拍频值，根据所述拍频值确定出所述光信号的输出波长，利用所述输出波长确定出所述第一光纤耦合器中环形谐振腔的子腔腔长调节量，根据所述子腔腔长调节量生成对应的控制信号并发送；

38、与所述处理器连接的光纤拉伸驱动器，被配置为，接收所述控制信号，根据所述控制信号生成对应的控制电压，并施加至所述光纤拉伸器。

39、基于同一发明构思，本技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一项所述的基于环形子腔跟随控制的稳定纵模方法。

40、基于同一发明构思，本技术还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其中，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述基于环形子腔跟随控制的稳定纵模方法。

41、从上面所述可以看出，本技术提供的基于环形子腔跟随控制的稳定纵模方法、装置及相关设备，基于设置的反馈控制回路，综合考虑了光信号回路和反馈控制回路两路信号的调节，在第一光纤耦合器将光信号分为第一分解信号和第二分解信号后，使用第二分解信号来在反馈控制回路中计算子腔腔长调节量，并具体通过与设置的参考光信号进行耦合，并确定出耦合后的拍频值，以此来得到光信号的输出波长，利用该输出波长可以计算出子腔腔长调节量，以此来实现对第一光纤耦合器中环形谐振腔的子腔腔长进行调节，从而实现延长稳模的时间，减少跳模次数。