光可调谐滤波器的光谱定标方法、可读存储介质及设备
技术领域
本发明涉及一种光可调谐滤波器的光谱定标方法、可读存储介质及设备。
背景技术
光可调谐滤波器是一种应用于光通讯技术领域的光电器件，其光信道中心波长受驱动电压的控制，不同的驱动电压，光信道不同。依靠不同的电压变化来选择不同光信道，信道中心波长和电压之间满足固定的谱线关系。
但是在可调谐光滤波器的制作过程中，由于各个光学子件的加工精度误差，和调试装配误差，会使得波长-电压关系曲线偏离设计曲线。对于设定的目标光信道波长值，精确的电压定标是关键。因此，在完成光可调谐滤波器生产后，针对每个产品都需要单独定标。
目前，常规的定标方法是针对每一个待定标波长设定电压值步长，在每个步长点上扫描波长得到谱线并寻找其中心波长，然后与目标波长值对比，该方法往往精度不够且耗时较长。因为要想得到高精度定标，电压步长需要尽量小，而高精度可调谐滤波器，例如25GHz可调谐滤波器，由于需要定标的信道数量较大，针对每个设定电压值步长点扫描，则需要消耗大量时间，且常规信道中心波长往往是选取谱线峰值所对应的波长值，但由于可调谐滤波器的峰值插损会出现抖动，也会随周围坏境变化而变化，从而也会导致定标结果不准确。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种光可调谐滤波器的光谱定标方法、计算机可读存储介质及设备，采用分阶段定标方式，实现快速且精准的光谱定标。
本发明公开的第一个方面是提供一种光可调谐滤波器的光谱定标方法，包括：
步骤1、确定可调谐滤波器待定标的光信道波长网格和工作电压范围，在电路上实现模数转换；
步骤2、初始定标阶段，确定一光信道作为初始光信道，扫描工作电压范围内所有电压值，查找初始光信道的损耗最小值，将所述损耗最小值对应的电压值记为初始电压值，并为所述初始光信道设置一电压扫描范围；
步骤3、精确定标阶段，在所述电压扫描范围内对所述初始光信道进行精确定标，之后依次对光信道波长网络中的每一光信道进行定标，且下一个光信道均采用上一光信道定标时的电压值作为电压起始点，每一光信道按照预设的电压步长依次扫描输入光波长，直到得到与所述光信道一致的中心波长，记录对应的中心波长和电压值，完成所述光信道的定标。
进一步的，所述初始光信道的精确定标过程具体为：
步骤a1、以所述初始电压值为中心选取一电压扫描范围；
步骤a2、在所述电压扫描范围内，依次将电压固定在每个步长点上；
步骤a3、扫描输入光波长，获取电压对应的波长-插损曲线；
步骤a4、根据所述波长-插损曲线计算中心波长；
步骤a5、将中心波长与目标光信道进行比较，若波长差小于一预设值，则读取当前电压值，并记录当前电压值以及对应的中心波长，完成初始光信道的定标，否则，改变电压值到下一个步长点上，返回步骤a3。
进一步的，当所述光信道波长网格为固定网格时，所述“之后依次对光信道波长网络中的每一光信道进行定标”具体为：
步骤b1、判断是否存在未定标光信道，若是，则进入步骤b2，否则，结束定标；
步骤b2、获取下一光信道作为待定标光信道，并获取上一光信道完成定标时的电压值作为电压起始点；
步骤b3、按照预设的电压步长，将电压固定到下一步长点上；
步骤b4、扫描输入光波长，获取电压对应的波长-插损曲线；
步骤b5、根据所述波长-插损曲线计算中心波长；
步骤b6、将中心波长与目标光信道进行比较，若波长差小于一预设值，则读取当前电压值，并记录当前电压值以及对应的中心波长，完成所述待定标光信道的定标，返回步骤b1，否则，返回步骤b3。
进一步的，当所述光信道波长网格为灵活网格时，所述“之后依次对光信道波长网络中的每一光信道进行定标”具体为：
步骤c1、判断是否存在未定标光信道，若是，则进入步骤c2，否则，结束定标；
步骤c2、获取下一光信道作为待定标光信道，扫描工作电压范围内所有电压值，查找待定标光信道的损耗最小值，将所述损耗最小值对应的电压值记为待定电压值，并为所述待定标光信道设置一电压扫描范围；
步骤c3、按照预设的电压步长，将电压固定到下一步长点上；
步骤c4、扫描输入光波长，获取电压对应的波长-插损曲线；
步骤c5、根据所述波长-插损曲线计算中心波长；
步骤c6、将中心波长与目标光信道进行比较，若波长差小于一预设值，则读取当前电压值，并记录当前电压值以及对应的中心波长，完成所述待定标光信道的定标，返回步骤c1，否则，返回步骤c3。
进一步的，所述中心波长的查找方式具体为：根据不同的带宽要求，采用斜率法精确找到滤波曲线带宽的左右两个边界点，再根据这两个边界点，采用中心法或者重心法获取中心位置，得到滤波曲线的中心波长。
进一步的，所述步骤3还包括：获取所有光信道的对应电压值，得到定标电压序列，作为光信道中心波长定标位置，绘制光信道中心波长与驱动电压关系曲线，完成定标。
进一步的，不同温度下的光可调谐滤波器均采用相同的定标方法。
本发明公开的第二个方面是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述程序适用于由处理器加载并执行以实现上述方法中的各步骤。
本发明公开的第三个方面是提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、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上述方法中的各步骤。
本发明的优点在于：
1、简化了定标计算过程，采用分阶段，分区域的方法完成定标过程，极大的提高定标效率。
2、利用斜率法和中心法(或重心法)查找中心波长，能够避免由于光功率计的精度等设备环境因素带来的可调谐滤波器的峰值插损抖动的问题，便于从光谱波峰峰值不固定、波峰周期不固定的曲线中进行精确的光信道定标，抗噪声能力强、定标更为准确。
3、本发明的方法执行简便，适应强，对电路要求不高，便于电路的实现。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明光可调谐滤波器的光谱定标方法的基本逻辑流程图。
图2为本发明方法中初始光信道的定标流程图。
图3为本发明方法中非初始光信道的定标流程图。
图4为本发明一实施例中波长-电压曲线定标效果图。
图5为本发明一实施例中定标后单波长实际滤波曲线图。
图6为本发明一实施例中定标后多波长实际滤波曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细说明，但本发明的结构并不仅限于以下实施例。
请参阅图1至图6所示，本发明的一种光可调谐滤波器的光谱定标方法，包括：
步骤1、确定可调谐滤波器待定标的光信道波长网格和工作电压范围，在电路上实现模数转换；
步骤2、初始定标阶段，确定一光信道作为初始光信道(即将可调谐光源输入光固定在该初始信道波长上)，扫描工作电压范围内所有电压值，查找初始光信道的损耗最小值，将所述损耗最小值对应的电压值记为初始电压值，并为所述初始光信道设置一电压扫描范围；
步骤3、精确定标阶段，在所述电压扫描范围内对所述初始光信道进行精确定标，之后依次对光信道波长网络中的每一光信道进行定标，且下一个光信道均采用上一光信道定标时的电压值作为电压起始点，每一光信道按照预设的电压步长依次扫描输入光波长，直到得到与所述光信道一致的中心波长，记录对应的中心波长和电压值，完成所述光信道的定标。
较佳的，如图2所示，所述初始光信道的精确定标过程具体为：
步骤a1、以所述初始电压值为中心选取一电压扫描范围，根据不同的光可调谐滤波器自定义，以确保该电压扫描范围内存在对应的中心波长；
步骤a2、在所述电压扫描范围内，依次将电压固定在每个步长点上；
步骤a3、扫描输入光波长，获取电压对应的波长-插损曲线，依据可调谐光滤波器的型号不同，滤波曲线的线形不同；
步骤a4、根据所述波长-插损曲线计算中心波长；
步骤a5、将中心波长与目标光信道进行比较，若波长差小于一预设值，则读取当前电压值，并记录当前电压值以及对应的中心波长，完成初始光信道的定标，否则，改变电压值到下一个步长点上，返回步骤a3。
较佳的，如图3所示，当所述光信道波长网格为固定网格时(对于光信道固定网格的可调谐滤波器，形成等间距的目标信道网格，即固定网格)，所述“之后依次对光信道波长网络中的每一光信道进行定标”具体为：
步骤b1、判断是否存在未定标光信道，若是，则进入步骤b2，否则，结束定标；
步骤b2、获取下一光信道作为待定标光信道，并获取上一光信道完成定标时的电压值作为电压起始点；
步骤b3、按照预设的电压步长，将电压固定到下一步长点上；
步骤b4、扫描输入光波长，获取电压对应的波长-插损曲线，依据可调谐光滤波器的型号不同，滤波曲线的线形不同；
步骤b5、根据所述波长-插损曲线计算中心波长；
步骤b6、将中心波长与目标光信道进行比较，若波长差小于一预设值，则读取当前电压值，并记录当前电压值以及对应的中心波长，完成所述待定标光信道的定标，返回步骤b1，否则，返回步骤b3。
较佳的，当所述光信道波长网格为灵活网格时(对于光信道灵活网格的可调谐滤波器，形成非等间距的目标信道网格，即灵活网格)，所述“之后依次对光信道波长网络中的每一光信道进行定标”具体为：
步骤c1、判断是否存在未定标光信道，若是，则进入步骤c2，否则，结束定标；
步骤c2、获取下一光信道作为待定标光信道，扫描工作电压范围内所有电压值，查找待定标光信道的损耗最小值，将所述损耗最小值对应的电压值记为待定电压值，并为所述待定标光信道设置一电压扫描范围；
步骤c3、按照预设的电压步长，将电压固定到下一步长点上；
步骤c4、扫描输入光波长，获取电压对应的波长-插损曲线；
步骤c5、根据所述波长-插损曲线计算中心波长；
步骤c6、将中心波长与目标光信道进行比较，若波长差小于一预设值，则读取当前电压值，并记录当前电压值以及对应的中心波长，完成所述待定标光信道的定标，返回步骤c1，否则，返回步骤c3。
较佳的，根据不同的带宽要求，采用斜率法精确找到滤波曲线带宽的左右两个边界点，再根据这两个边界点，采用中心法或者重心法获取中心位置，得到滤波曲线的中心波长。
较佳的，所述步骤3还包括：获取所有光信道的对应电压值，得到定标电压序列，作为光信道中心波长定标位置，绘制光信道中心波长与驱动电压关系曲线(如图4所示)，完成定标。采用本发明方法进行定标后，可以得到较为准确的定标结果，参考图5(为采用本发明方法定标后得到的单个信道滤波曲线)或图6(为采用本发明方法定标后得到的多个信道滤波曲线)；
较佳的，不同温度下的光可调谐滤波器均采用相同的定标方法，只需重新执行上述方法即可。
请再参阅图1至图6所示，本发明的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述程序适用于由处理器加载并执行以实现上述方法中的各步骤。
请再参阅图1至图6所示，本发明的一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、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上述方法中的各步骤。
本发明初始阶段固定信道中心波长，扫描电压值，初步寻找信道电压定标值；结合可调谐滤波器设定信道电压范围，在这个小的电压范围内不同的步长点上，扫描波长并寻找其中心波长，进行精确定标，固定网格时利用分阶段和分区域实现快速高精度定标，灵活网格时利用区域范围进行定标。且在寻找信道中心波长过程中，采用斜率法和重心法(或中心法)替代常规峰值法，很好的去除峰值抖动和环境带来的定标误差，能够更准确且更加接近实际信道峰值位置，本发明的方法执行简便，实现高效定标，适应强，对电路要求不高，便于电路的实现。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
