一种基于自适应工作频率的光学参数控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于自适应工作频率的光学参数控制方法及系统，属于光电芯片领域，方法包括：以设定工作频率对应的频次调节控制光子器件的光学参数，并在光子器件的输出端监测光学参数对应的物理量；判断T0时刻、T0

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应工作频率的光学参数控制方法及系统


[0001]本专利技术属于光电芯片领域，更具体地，涉及一种基于自适应工作频率的光学参数控制方法及系统。

技术介绍

[0002]片上光子器件具有传输带宽高、传输损耗小以及易于大规模集成等诸多优点，广泛用于光通信、光探测以及光计算等领域。为了防止光子器件的光学参数由于温度变化、制造工艺偏差以及输入激光变化等影响而发生改变，通常会引入闭环反馈控制系统对其光学参数进行检测及调节控制。
[0003]现有闭环反馈控制系统所采用的控制算法大都采用固定工作频率，以固定工作频率所限定的频次对光子器件的光学参数进行控制。当每次控制单元输出的变化值一定时，高工作频率将带来更快的锁定速度，能够快速找到锁定点以及补偿变化更迅速的热变化，但是高于热光效应响应速度后，会产生明显抖动，从而降低锁定精度；低工作频率能够避免高于热光效应响应速度，从而减少输出的抖动，但会导致锁定速度降低以及难以补偿快速变化的热变化。因此，传统固定工作频率的控制算法存在控制速度和控制精度之间的折衷。现有技术中，通常通过手动调节的方式确定合适的工作频率，从而避免过快或者过慢的工作频率，但是手动调节的方式需要消耗过多的调节时间，难以用于大规模应用中。此外，由于难以保证手动调节的工作频率能够合适的匹配热光效应的响应带宽，因此难以在不产生大抖动的前提下实现最高的锁定速度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种基于自适应工作频率的光学参数控制方法及系统，其目的在于同时自适应地实现高锁定精度和高锁定速度，并解决手动调节耗时长、难以确定最合适工作频率的问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于自适应工作频率的光学参数控制方法，包括：S1，以设定工作频率对应的频次调节控制光子器件的光学参数，并在所述光子器件的输出端监测所述光学参数对应的物理量；S2，判断T0时刻物理量与T0
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Δt时刻物理量之间的差值D0、T0
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Δt时刻物理量与T0
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2Δt时刻物理量之间的差值D1是否同正负，若是，调整并更新所述设定工作频率后再次执行所述S1，若不是，执行S3，其中，T0为当前时刻，Δt为相邻两次调节控制之间的时间间隔；S3，判断所述差值D1、T0
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2Δt时刻物理量与T0
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3Δt时刻物理量之间的差值D2是否同正负，若不是，重复执行所述S1
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S2，直至所述差值D1与所述差值D2同正负；S4，以最后一次更新得到的设定工作频率对应的频次调节控制所述光子器件的光学参数。
[0006]更进一步地，所述S4之后还包括：在所述光子器件的输出端实时监测所述光学参数对应的物理量；当所述物理量的抖动幅度大于抖动幅度阈值时，降低所述设定工作频率的值；当所述物理量的上升幅度大于上升幅度阈值或者下降幅度小于下降幅度阈值时，提
高所述设定工作频率的值。
[0007]更进一步地，所述调节控制所述光子器件的光学参数包括：若差值D0大于0且T0
‑
Δt时刻控制输出值增加，或者若差值D0不大于0且T0
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Δt时刻调节控制所述输出值减小时，T0时刻控制所述输出值增加，否则，T0时刻控制所述输出值减小。
[0008]更进一步地，所述调节控制所述光子器件的光学参数包括：若差值D0小于0且T0
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Δt时刻控制输出值增加，或者若差值D0不小于0且T0
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Δt时刻调节控制所述输出值减小时，T0时刻控制所述输出值增加，否则，T0时刻控制所述输出值减小。
[0009]更进一步地，所述S2中调整并更新所述设定工作频率包括：根据预设的工作频率调整间隔调整并更新所述设定工作频率。
[0010]更进一步地，所述光子器件为环形谐振器，所述光学参数为谐振波长，所述物理量为电压或电流。
[0011]更进一步地，所述光子器件为马赫曾德尔干涉仪，所述光学参数为偏压点，所述物理量为电压或电流。
[0012]更进一步地，所述光子器件为单个光子器件或光子器件阵列，当所述光子器件为光子器件阵列时，还包括：重复执行所述S1
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S4，以逐个调节控制所述光子器件阵列中各光子器件的光学参数。
[0013]按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于自适应工作频率的光学参数控制系统，包括：监测模块，用于以设定工作频率对应的频次调节控制光子器件的光学参数，并在所述光子器件的输出端监测所述光学参数对应的物理量；更新模块，用于判断T0时刻物理量与T0
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Δt时刻物理量之间的差值D0、T0
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Δt时刻物理量与T0
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2Δt时刻物理量之间的差值D1是否同正负，若是，调整并更新所述设定工作频率后再次执行所述监测模块，若不是，执行重复执行模块，其中，T0为当前时刻，Δt为相邻两次调节控制之间的时间间隔；重复执行模块，用于判断所述差值D1、T0
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2Δt时刻物理量与T0
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3Δt时刻物理量之间的差值D2是否同正负，若不是，重复执行所述监测模块和更新模块，直至所述差值D1与所述差值D2同正负；控制模块，用于以最后一次更新得到的设定工作频率对应的频次调节控制所述光子器件的光学参数。
[0014]更进一步地，还包括：实时监测控制模块，用于在所述控制模块执行完成之后，在所述光子器件的输出端实时监测所述光学参数对应的物理量；当所述物理量的抖动幅度大于抖动幅度阈值时，降低所述设定工作频率的值；当所述物理量的上升幅度大于上升幅度阈值或者下降幅度小于下降幅度阈值时，提高所述设定工作频率的值。
[0015]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0016](1)能够自动确定控制光学参数的工作频率，并基于该工作频率所限定的频次去调节光子器件的光学参数，解决了手动调节工作频率耗时长、难以确定最合适工作频率的问题，同时实现自适应的高锁定精度和高锁定速度，适合大规模应用；对于现有光学参数控制算法而言，无需增加复杂的计算单元便可自适应调节其工作频率，具有硬件开销小的优点；
[0017](2)为设定工作频率确定一个最优值之后，实时监测光学参数对应物理量的抖动幅度、上升幅度、下降幅度是否在相应的幅度阈值内，并在任一幅度不在相应的幅度阈值内时，实时调高或降低设定工作频率的值，保证光学参数的调节频次始终处于最优状态，且这
种用于实时监测模式下的调节方式简单且准确，不会占用过多的计算资源；
[0018](3)采用最值锁定算法控制光子器件的光学参数，能够有效地补偿工艺偏差、热波动以及输入激光变化带来的光学参数的变化，并且消耗硬件资源更少。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的基于自适应工作频率的光学参数控制方法的流程图；
[0020]图2为本专利技术一实施例提供的用于光学参数锁定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应工作频率的光学参数控制方法，其特征在于，包括：S1，以设定工作频率对应的频次调节控制光子器件的光学参数，并在所述光子器件的输出端监测所述光学参数对应的物理量；S2，判断T0时刻物理量与T0
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Δt时刻物理量之间的差值D0、T0
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Δt时刻物理量与T0
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2Δt时刻物理量之间的差值D1是否同正负，若是，调整并更新所述设定工作频率后再次执行所述S1，若不是，执行S3，其中，T0为当前时刻，Δt为相邻两次调节控制之间的时间间隔；S3，判断所述差值D1、T0
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2Δt时刻物理量与T0
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3Δt时刻物理量之间的差值D2是否同正负，若不是，重复执行所述S1
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S2，直至所述差值D1与所述差值D2同正负；S4，以最后一次更新得到的设定工作频率对应的频次调节控制所述光子器件的光学参数。2.如权利要求1所述的基于自适应工作频率的光学参数控制方法，其特征在于，所述S4之后还包括：在所述光子器件的输出端实时监测所述光学参数对应的物理量；当所述物理量的抖动幅度大于抖动幅度阈值时，降低所述设定工作频率的值；当所述物理量的上升幅度大于上升幅度阈值或者下降幅度小于下降幅度阈值时，提高所述设定工作频率的值。3.如权利要求1所述的基于自适应工作频率的光学参数控制方法，其特征在于，所述调节控制所述光子器件的光学参数包括：若差值D0大于0且T0
‑
Δt时刻控制输出值增加，或者若差值D0不大于0且T0
‑
Δt时刻调节控制所述输出值减小时，T0时刻控制所述输出值增加，否则，T0时刻控制所述输出值减小。4.如权利要求1所述的基于自适应工作频率的光学参数控制方法，其特征在于，所述调节控制所述光子器件的光学参数包括：若差值D0小于0且T0
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Δt时刻控制输出值增加，或者若差值D0不小于0且T0
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Δt时刻调节控制所述输出值减小时，T0时刻控制所述输出值增加，否则，T0时刻控制所述输出值减小。5.如权利要求1所述的基于自适应工作频率的光学参数控制方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭旻，明达，汪志城，汪宇航，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：