本发明提供了一种光纤激光器及控制方法、系统，涉及通信领域，本发明通过根据光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间，并使光波在在第一时间内以预设的第一波长在振荡腔内进行振荡以使达到光脉冲达到第一输出功率，并在第一时间达到后进行发射，可以产生可调波长的光脉冲，且波长的可调范围大，可满足PON系统的监控需求，且光脉冲的波长调节便捷，所需时间短。
1.一种光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括：逻辑电路、光增益介质驱动器和振荡腔；
其中，逻辑电路与所述光增益介质驱动器相连，用于根据所述振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间，并通过所述光增益介质驱动器控制光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率；当到达所述第一时间时，通过所述光增益介质驱动器控制所述振荡腔，发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲；
所述光增益介质驱动器与所述振荡腔相连，用于将所述逻辑电路发送的用于控制所述振荡腔的逻辑信号转换为数字信号，并发送给所述振荡腔。
2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述振荡腔由所述光增益介质和法拉第旋光反射镜组成，且在所述光增益介质与所述法拉第旋光反射镜之间安装有光滤波器；
所述光滤波器用于通过预先设置第一波长，使得波长为第一波长的光波在所述振荡腔内进行振荡。
3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器还包括：隔离器；
其中，所述隔离器与所述振荡腔相连，用于隔离所述光纤激光器发射出去的光脉冲反射回所述振荡腔。
4.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器还包括：检测光电二极管和模数变换器；
其中，所述检测光电二极管与所述光增益介质连接，用于实时检测所述光波的功率，并发送给所述模数变换器；
所述模数变换器连接在所述检测光电二极管和所述逻辑电路之间，用于接收所述检测光电二极管发送的所述光波的功率，并转换为逻辑信号后发送给所述逻辑电路。
5.一种光纤激光器的控制方法，其特征在于，所述光纤激光器包括逻辑电路、光增益介质驱动器和振荡腔，所述方法包括：根据所述振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间；
通过所述光增益介质驱动器控制光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率；
当到达所述第一时间时，通过所述光增益介质驱动器控制所述振荡腔，发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括：
根据所述光增益介质的功率谱曲线、温度和所述振荡腔内的光波的输出功率计算得到所述温度和输出功率对应的振荡时间，并预先建立所述温度、输出功率以及振荡时间的对应关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间，具体包括：根据所述光增益介质的实时温度和所述欲发射的光脉冲的第一输出功率在所述温度、输出功率以及振荡时间的对应关系中查找得到所述光增益介质实时温度和所述光脉冲欲达到的第一输出功率所对应的振荡时间作为第一时间。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述光增益介质驱动器控制光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率，具体包括：在所述第一时间内，连续的向所述光增益介质驱动器发送用于指示所述振荡腔处于振荡状态的第一数字信号，以便于所述光增益介质驱动器将所述第一数字信号转换为对应的第一模拟信号发送给所述振荡腔，使所述光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当到达所述第一时间时，通过所述光增益介质驱动器控制所述振荡腔发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲，具体包括：当到达所述第一时间时，向所述光增益介质驱动器发送用于指示所述振荡腔发射光脉冲的第二数字信号，以便于所述光增益介质驱动器将所述第二数字信号转换为对应的第二模拟信号发送给所述光增益介质，使所述振荡腔发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当到达所述第一时间时，所述方法还包括：接收检测光电二极管检测得到且通过模数变换器转发的所述光脉冲的输出功率，并记录所述光脉冲的输出功率。
11.一种光纤激光器的控制系统，其特征在于，所述光纤激光器包括光增益介质驱动器和振荡腔，所述系统包括：时间获取模块，用于根据所述振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲欲达到的第一输出功率获取第一时间；
第一控制模块，用于通过所述光增益介质驱动器控制光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率；
第二控制模块，用于当到达所述第一时间时，通过所述光增益介质驱动器控制所述振荡腔，发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
时间计算模块，用于根据所述光增益介质的功率谱曲线、温度和所述振荡腔内的光波的输出功率计算得到所述温度和输出功率对应的振荡时间，并预先建立所述温度、输出功率以及振荡时间的对应关系。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述时间获取模块具体用于，根据所述光增益介质的实时温度和所述欲发射的光脉冲的第一输出功率在所述温度、输出功率以及振荡时间的对应关系中查找得到所述光增益介质实时温度和所述光脉冲欲达到的第一输出功率所对应的振荡时间作为第一时间。
14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一控制模块具体用于，在所述第一时间内，连续的向所述光增益介质驱动器发送用于指示所述振荡腔处于振荡状态的第一数字信号，以便于所述光增益介质驱动器将所述第一数字信号转换为对应的第一模拟信号发送给所述振荡腔，使所述光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率。
15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第二控制模块具体用于，当到达所述第一时间时，向所述光增益介质驱动器发送用于指示所述振荡腔发射光脉冲的第二数字信号，以便于所述光增益介质驱动器将所述第二数字信号转换为对应的第二模拟信号发送给所述光增益介质，使所述振荡腔发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲。
16.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
功率监测模块，用于当到达所述第一时间时，接收检测光电二极管检测得到且通过模数变换器转发的所述光脉冲的输出功率，并记录所述光脉冲的输出功率。
一种光纤激光器及控制方法、系统
技术领域
[0001] 本发明涉及通信领域，特别涉及一种光纤激光器及控制方法、系统。
背景技术
[0002] 随着PON（Passive Optical Network，无源光网络）的发展，其部署应用越来越广泛。如图1所示，为典型的PON结构图，用于搭载数据的光波由光分配网向多个分支上的光网络单元传输。
[0003] 为了保证PON的传输质量，避免因PON分支线路上的设备发生故障导致光路传输失败，目前对PON网络的监控需求很大。在目前阶段，OTDR（Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪）对点对点的光纤监控比较理想。但是，由于PON系统中多为点对多点的光纤传输结构，因此，OTDR对点到多点的PON系统监控无能为力。
[0004] 为了完成PON系统中点到多点的监控，需要具有可发射可调节波长的光脉冲的光纤激光器。在现有阶段，通过用电温控器件调节激光器的温度，可以改变激光器的腔长从而调节光脉冲的输出波长，也可以通过磁伸缩材料或者压电陶瓷来改变激光器的腔长调节光脉冲的输出波长。
[0005] 但是现有的激光器产生光脉冲的方式，光脉冲的波长可调节范围只在3nm左右，波长的可调节范围较小，并且所需调节时间长。
发明内容
[0006] 为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种光纤激光器及控制方法、系统。所述技术方案如下：
[0007] 一种光纤激光器，所述光纤激光器包括：逻辑电路、光增益介质驱动器和振荡腔；
[0008] 其中，逻辑电路与所述光增益介质驱动器相连，用于根据所述振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间，并通过所述光增益介质驱动器控制光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率；当到达所述第一时间时，通过所述光增益介质驱动器控制所述振荡腔，发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲；
[0009] 所述光增益介质驱动器与所述振荡腔相连，用于将所述逻辑电路发送的用于控制所述振荡腔的逻辑信号转换为数字信号，并发送给所述振荡腔。
[0010] 一种光纤激光器的控制方法，所述光纤激光器包括逻辑电路、光增益介质驱动器和振荡腔，所述方法包括：
[0011] 根据所述振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间；
[0012] 通过所述光增益介质驱动器控制光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡，以使所述光脉冲达到第一输出功率；
[0013] 当到达所述第一时间时，通过所述光增益介质驱动器控制所述振荡腔，发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲。
[0014] 一种光纤激光器的控制系统，所述光纤激光器包括光增益介质驱动器和振荡腔，所述系统包括：
[0015] 时间获取模块，用于根据所述振荡腔中的光增益介质实时温度和欲发射的光脉冲欲达到的第一输出功率获取第一时间；
[0016] 第一控制模块，用于通过所述光增益介质驱动器控制光波在所述第一时间内以预设的第一波长在所述振荡腔内进行振荡以使所述光脉冲达到第一输出功率；
[0017] 第二控制模块，用于当到达所述第一时间时，通过所述光增益介质驱动器控制所述振荡腔发射经所述振荡腔振荡得到的波长为所述预设的第一波长、输出功率为所述第一输出功率的光脉冲。
[0018] 本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：本发明提供了一种光纤激光器及控制方法、系统，通过根据光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间，并使光波在在第一时间内以预设的第一波长在振荡腔内进行振荡以使达到光脉冲达到第一输出功率，并在第一时间达到后进行发射，可以产生可调波长的光脉冲，且波长的可调范围大，可满足PON系统的监控需求，且光脉冲的波长调节便捷，所需时间短。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1是本发明背景技术中提供的现有的PON系统的结构示意图；
[0021] 图2是本发明实施例1提供的一种光纤激光器的结构示意图；
[0022] 图3是本发明实施例2提供的一种光纤控制器的控制方法的流程图；
[0023] 图4是本发明实施例2提供的光纤控制器应用在PON系统中的示意图；
[0024] 图5是本发明实施例3提供的一种光纤控制器的控制系统的结构示意图；
[0025] 图6是本发明实施例3提供的一种光纤控制器的控制系统的第二种结构示意图；
[0026] 图7是本发明实施例3提供的一种光纤控制器的控制系统的第三种结构示意图。
具体实施方式
[0027] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0028] 实施例1
[0029] 如图2所示，本实施例提供了一种光纤激光器，该光纤激光器包括：
[0030] FPGA(Field－Programmable Gate Array,逻辑电路)、BLD（Burst Laser Driver，光增益介质驱动器）和振荡腔；
[0031] 其中，FPGA与光增益介质驱动器相连，用于根据震荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间，并通过BLD控制光波在第一时间内以预设的第一波长在振荡腔内进行振荡，以使光脉冲达到第一输出功率；当到达第一时间时，通过BLD控制振荡腔，发射经振荡腔振荡得到的波长为预设的第一波长、输出功率为第一输出功率的光脉冲；
[0032] BLD与振荡腔相连，用于将FPGA发送的用于控制振荡腔的逻辑信号转换为数字信号，并发送给振荡腔。
[0033] 进一步地，振荡腔由光增益介质和FRM（Faraday Rotation Mirror，法拉第旋光反射镜）组成，且在光增益介质与FRM之间安装有TF（Tunable Filter，光滤波器）；
[0034] TF用于通过预先设置第一波长，使得波长为第一波长的光波在振荡腔内进行振荡。
[0035] 进一步地，上述光纤激光器还包括：ISO（Isolation，隔离器）；
[0036] 其中，ISO与振荡腔相连，用于隔离光纤激光器发射出去的光脉冲的反射回振荡腔。
[0037] 进一步地，上述光纤激光器还包括：MPD（检测光电二极管）和ADC（Analog-to-Digital Converter，模数变换器）；
[0038] 其中，MPD与光增益介质连接，用于实时检测光波的功率，并发送给ADC；
[0039] ADC连接在MPD和FPGA之间，用于接收MPD发送的光波的功率，并转换为逻辑信号后发送给FPGA。
[0040] 需要说明的是，在本实施例中，光增益介质以RSOA（Reflective Semiconductor Optical Amplifier，反射式的半导体放大器）为例进行说明。
[0041] 进一步地，在FPGA与BLD之间通过BEN+、TxD+和TxD-连接，BEN+可用于FPGA向BLD发送第一数字信号，控制BLD的发射使能，即使RSOA处于激射临界状态，TxD+和TxD-可用于FPGA向BLD发送第二数字信号（脉冲信号时序），使所述RSOA发射光脉冲。
[0042] 进一步地，BLD与RSOA通过OUT+和BIAS+连接，OUT+用于BLD在接收到第一数字信号时，根据该第一数字信号向RSOA发送指示RSOA处于激射临界状态的第一模拟信号，BIAS+用于BLD在接收到第二数字信号后，向RSOA发送指示RSOA发送光脉冲的第二模拟信号。
[0043] 本实施例提供了一种光纤激光器，该激光器通过控制可产生可调波长的光脉冲，且波长的可调范围大，可满足PON系统的监控需求，且光脉冲的波长调节便捷，所需时间短。
[0044] 实施例2
[0045] 本实施例提供了一种光纤激光器的控制方法，在本方法的控制下，光纤激光器可产生可调波长的光脉冲，且该光脉冲的功率可控制。在本实施例中，以对实施例1所述的光纤激光器进行控制为例进行说明，该光纤控制器包括FPGA、BLD和振荡腔。
[0046] 如图3所示，一种光纤控制器的控制方法，包括如下步骤：
[0047] 201、设置通过TF的光波的波长为第一波长；
[0048] 其中，第一波长为欲发射的光脉冲的波长，也可通过FPGA对通过TF的光波的波长。
[0049] 202、根据RSOA的实时温度和光脉冲的第一输出功率获取第一时间；
[0050] 其中，第一时间具体为经RSOA增益的光波在振荡腔中振荡的时间，光波在振荡腔中经过第一时间的振荡后，即可达到第一输出功率。第一时间由RSOA的功率谱曲线、欲达到的第一输出功率和RSOA的温度决定。
[0051] 进一步地，在本步骤之前，本方法还可以包括：
[0052] 根据RSOA的功率谱曲线、温度和振荡腔内的光波的输出功率计算得到不同的温度和输出功率对应的振荡时间，并预先建立温度、输出功率以及振荡时间的对应关系。
[0053] 需要说明的是，不同的RSOA的功率谱曲线不相同，光纤激光器中使用的RSOA的功率谱曲线可由RSOA生产厂商提供，也可对RSOA进行测量得到。
[0054] 相应地，根据RSOA的实时温度和光脉冲欲达到的第一输出功率获取第一时间，具体可以为：
[0055] 根据RSOA的实时温度和光脉冲欲达到的第一输出功率在上述温度、输出功率以及振荡时间的对应关系中查找得到RSOA的实时温度和光脉冲欲达到的第一输出功率所对应的振荡时间作为第一时间。
[0056] 203、通过BLD控制光波在第一时间内以第一波长在振荡腔内进行振荡以达到第一输出功率；
[0057] 需要说明的是，振荡腔由RSOA、TF与FRM构成，相应地，控制光波在第一时间内以第一波长在振荡腔内进行振荡也即使经过RSOA增益的光波在第一时间内在RSOA、TF与FRM形成的振荡腔之中进行振荡。
[0058] 进一步地，通过BLD控制光波在第一时间内以第一波长在振荡腔内进行振荡以达到第一输出功率，具体包括：
[0059] 在第一时间内，连续的向BLD发送用于指示RSOA处于振荡状态的第一数字信号，以便于BLD将第一数字信号转换为对应的第一模拟信号发送给RSOA，使光波在第一时间内以第一波长在振荡腔内进行振荡以达到第一输出功率。
[0060] 具体地，第一数字信号可通过连接FPGA与BLD的BEN+发送，且该第一数字信号为持续发送，例如，为了使RSOA处于激射临界状态，FPGA持续的通过BEN+向BLD发送信号“1”。当BLD接收到第一数字信号后，转换为对应的第一模拟信号通过OUT+发送给RSOA，使RSOA处于激射临界状态。
[0061] 204、当到达第一时间时，通过BLD控制振荡腔发射经振荡腔振荡得到的波长为第一波长、输出功率为第一输出功率的光脉冲。
[0062] 进一步地，本步骤具体包括：
[0063] 当到达第一时间时，向BLD发送用于指示RSOA发射光脉冲的第二数字信号，以便于BLD将第二数字信号转换为对应的第二模拟信号发送给RSOA，使振荡腔发射经振荡腔振荡得到的波长为第一波长、输出功率为第一输出功率的光脉冲。
[0064] 具体地，第二数字信号用于指示光脉冲信号时序，可通过TxD+和TxD-发送给BLD，BLD接收到第二数字信号后，转变为对应的第二模拟信号通过BIAS+发送给RSOA，RSOA根据第二模拟信号中的光脉冲信号时序发送光波形成光脉冲。
[0065] 进一步地，本方法还可以包括：
[0066] 在发射光脉冲时，MPD检测得到该光脉冲的输出功率，并通过ADC转换为数字信号发送给FPGA，FPGA记录当前光脉冲的输出功率，以便判断所述光脉冲的输出功率是否符合欲达到的输出功率。
[0067] 如图4所示，提供了一个将所发明所提供的光纤激光器的应用在PON系统中的示意图，可以实现对于PON系统中多个分支的监控。
[0068] 其中，图4所示的监控系统包括OTDR，该OTDR用于测试输入的光波的衰减事件；
[0069] 该系统中还包括两个环形器(Circulator)，分别安装于监控系统的前端和后端，前端的环形器与OTDR连接，后端的环形器与光纤激光器（Tunable Laser）连接，环形器只允许其规定的方向传输，可以起到光波的隔离作用；
[0070] 衰减器(Attenuator)与前端的环形器连接，用于对输入的光波进行衰减，防止光波的功率过大损坏后续的元件；
[0071] 光电转换模块(O/E，Optical/Electric)与衰减器连接，在本实施例中具体为光线路终端光学模块（OLT optical module，Optical Line Terminal optical module），用于完成监控功能；
[0072] 图4中的光纤激光器为本发明所提供的光纤激光器，安装于驱动器（Driver）和后端的环形器之间，用于产生可调节波长和输出功率的光脉冲，驱动器用于驱动该光纤激光器；
[0073] 阵列波导光栅（AWG，Arrayed Waveguide Grating）用于将Tunable Laser产生的不同的波长的光脉冲由不同的分支进行发送，以实现对PON系统内不同的分支的监控。
[0074] 本实施例提供了一种光纤激光器的控制方法，通过对上述光纤激光器的控制，可以使激光器产生可调波长的光脉冲，且可调范围较大，调节便捷，所需时间短。
[0075] 实施例3
[0076] 如图5所示，本实施例提供了一种光纤激光器的控制系统，本实施例中的光纤激光器包括BLD和振荡腔，该系统具体可通过FPGA进行实现，该系统包括：
[0077] 时间获取模块301，用于根据振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间；
[0078] 第一控制模块302，用于通过BLD控制光波在第一时间内以预设的第一波长在振荡腔内进行振荡，以使光脉冲达到第一输出功率；
[0079] 第二控制模块303，用于当到达第一时间时，通过BLD控制振荡腔发射经振荡腔振荡得到的波长为预设的第一波长、输出功率为第一输出功率的光脉冲。
[0080] 进一步地，如图6所示，上述系统还包括：
[0081] 时间计算模块304，用于在时间获取模块301根据振荡腔中的光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲欲达到的第一输出功率获取第一时间之前，根据光增益介质的功率谱曲线、不同的温度和振荡腔内的光波不同的输出功率计算得到不同的温度和输出功率对应的振荡时间，并建立不同的温度和输出功率与振荡时间的对应关系。
[0082] 进一步地，时间获取模块301具体用于，根据光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率在不同的温度和输出功率与振荡时间的对应关系中查找得到光增益介质实时温度和光脉冲欲达到的第一输出功率所对应的振荡时间作为第一时间。。
[0083] 进一步地，第一控制模块302具体用于，在第一时间内，连续的向BLD发送用于指示振荡腔处于振荡状态的第一数字信号，以便于BLD将第一数字信号转换为对应的第一模拟信号发送给振荡腔，使光波在第一时间内以预设的第一波长在振荡腔内进行振荡以使光脉冲达到第一输出功率。
[0084] 进一步地，第二控制模块303具体用于，当到达第一时间时，向BLD发送用于指示振荡腔发射光脉冲的第二数字信号，以便于BLD将第二数字信号转换为对应的第二模拟信号发送给光增益介质，使振荡腔发射经振荡腔振荡得到的波长为预设的第一波长、输出功率为第一输出功率的光脉冲。
[0085] 进一步地，如图7所示，上述系统还包括：
[0086] 功率监测模块305，用于当到达第一时间时，接收检测光电二极管检测得到且通过模数变换器转发的光脉冲的输出功率，并记录光脉冲的输出功率。
[0087] 本发明实施例提供了一种光纤激光器的控制系统，通过对上述光纤激光器的控制，可以使激光器产生可调波长的光脉冲，且可调范围较大，调节便捷，所需时间短。
[0088] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0089] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
