一种波长锁定监测系统及其工作方法与流程

1.本发明涉及激光波长锁定领域，具体涉及一种波长锁定监测系统及其工作方法。


背景技术：

2.半导体激光器具有效率高、结构紧凑、波长范围宽、成本低、可靠性高等优良特性。然而传统的半导体激光器光谱特性差，光束质量差，直接输出功率和亮度低。为了扩展半导体激光器泵浦尤其是碱金属激光器泵浦等方面的应用，要求半导体激光器输出光束具有窄线宽。半导体激光器阵列在外腔锁定时，常先进行快轴方向准直，且快轴方向准直后的光路上设置反馈结构，在锁定效果通过光谱仪进行观察和监测。然而半导体激光器阵列由于封装应力等原因存在smile效应，即阵列条上的发光点在光学近场质心位置彼此之间具有垂直偏移，发光点的垂直位置的相对偏移导致光束经过快轴准直镜(fac)准直之后快轴(fa)方向光束的指向偏差，而反馈结构存在角度选择特性，与发光点光束对应的反馈光无法返回到腔面从而造成发光点失锁，因此阵列中各发光点因smile效应，导致不能同时锁定，从而导致最终光谱仪监测的输出光谱存在旁瓣，光谱仪能够监测阵列中所有发光点的整体输出光谱，但是无法具体监测锁定的发光点和未锁定的发光点，也无法判断smile值的大小与能否实现锁定之间的定量关系。也就是说现有技术中对波长锁定的监测精度较差。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中监测精度较差的问题，从而提供一种波长锁定监测系统及其工作方法。
4.本发明提供一种波长锁定监测系统，包括：半导体激光器单元，所述半导体激光器单元包括依次排布的第一发光管至第n发光管，n为大于等于2的整数；外部反馈结构，所述外部反馈结构的角度可调；快轴准直透镜，位于所述半导体激光器单元和所述外部反馈结构之间；近场成像透镜和图像传感器，所述近场成像透镜适于将第一发光管至第n发光管分别发出的至少部分光传输在所述图像传感器上，以使图像传感器显示近场光斑图像，所述近场光斑图像包括第一发光区域至第n发光区域，第k发光区域对应第k发光管，k为大于等于1且小于等于n的整数；判定单元，所述判定单元适于在外部反馈结构的角度调节的过程中根据第k1发光区域和第k2发光区域的光强变化情况获取第k1发光管和第k2发光管的锁定情况，k1为大于等于1且小于等于n的整数，k2为大于等于1且小于等于n的整数，且k1与k2不等；阈值获取单元，所述阈值获取单元适于根据第k1发光管和第k2发光管的锁定情况、第k1发光区域和第k2发光区域的位置、快轴准直镜的焦距和近场成像透镜的快轴焦距，获取第k1发光管至第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值。
5.可选的，所述近场成像透镜包括第一成像透镜和第二成像透镜，第一成像透镜适于在快轴呈近场像，第二成像透镜适于在慢轴呈近场像；所述近场成像透镜的快轴焦距为第一成像透镜的焦距。
6.可选的，所述半导体激光器单元为半导体激光阵列；或者，第一发光管至第n发光
管均分别为单管。
7.可选的，所述图像传感器包括ccd相机。
8.可选的，所述外部反馈结构为体光栅。
9.可选的，所述近场成像透镜适于位于所述体光栅背向所述半导体激光器单元的一侧的光路中。
10.可选的，还包括：第一分光镜，所述第一分光镜适于位于所述近场成像透镜和所述体光栅之间的光路中。
11.可选的，还包括：光衰减片，所述光衰减片适于位于所述近场成像透镜和所述体光栅之间的光路中。
12.可选的，还包括：第一分光镜，所述第一分光镜适于位于所述快轴准直透镜至所述体光栅之间的光路中；所述第一分光镜适于将入射在第一分光镜表面的光分为两束，第一分光镜出射的一束光适于传输至所述近场成像透镜，第一分光镜出射的另一束光适于传输至所述体光栅。
13.可选的，所述外部反馈结构为外腔镜；所述波长锁定监测系统还包括：衍射光栅；所述衍射光栅适于位于所述快轴准直透镜至所述外腔镜之间的光路中；傅里叶透镜，所述傅里叶透镜适于位于所述快轴准直透镜至所述衍射光栅之间的光路中；第二分光镜，所述第二分光镜位于所述快轴准直透镜和所述傅里叶透镜之间，所述第二分光镜出射的一束光适于传输至所述近场成像透镜，所述第二分光镜出射的另一束光适于传输至所述傅里叶透镜。
14.可选的，所述衍射光栅包括透射式衍射光栅或者反射式衍射光栅。
15.可选的，所述阈值获取单元适于当外部反馈结构在任何角度下第k1发光管和第k2发光管均无法同时锁定时，根据第k1发光区域的质心的纵坐标、第k2发光区域的质心的纵坐标、快轴准直镜的焦距、近场成像透镜的快轴焦距、以及近场光斑图像上每个像素的纵向尺寸获取第k1发光管和第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值。
16.本发明还提供一种波长锁定监测系统的工作方法，包括：所述近场成像透镜将第一发光管至第n发光管分别发出的至少部分光传输在所述图像传感器上，以使图像传感器显示近场光斑图像，所述近场光斑图像包括第一发光区域至第n发光区域；在外部反馈结构的角度调节的过程中根据第k1发光区域和第k2发光区域的光强变化情况获取第k1发光管和第k2发光管的锁定情况；根据第k1发光管和第k2发光管的锁定情况、第k1发光区域和第k2发光区域的位置、快轴准直镜的焦距和近场成像透镜的快轴焦距，获取第k1发光管至第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值。
17.可选的，在外部反馈结构的角度调节的过程中根据第k1发光区域和第k2发光区域的光强变化情况获取第k1发光管和第k2发光管的锁定情况的步骤包括：在初始工作条件下，获取第一发光区域至第n发光区域的光强，初始工作条件包括：半导体激光器单元在第一工作电流下工作，外部反馈结构未设置在所述半导体激光器单元发出光的光路中；在第二工作条件下，获取第一发光区域至第n发光区域的光强，第二工作条件包括：半导体激光器单元在第一工作电流在工作，外部反馈结构设置在所述半导体激光器单元发出光的光路中，调节外部反馈结构处于不同的角度；若在第二工作条件下且外部反馈结构处于第f特征角度时第k1发光区域的光强大于在初始工作条件下第k1发光区域的光强，则第k1发光管在外
部反馈结构处于第f特征角度时被锁定；若在第二工作条件下且外部反馈结构处于第g特征角度时第k2发光区域的光强大于在初始工作条件下第k2发光区域的光强，则第k2发光管在外部反馈结构处于第g特征角度时被锁定；若第g特征角度与所述第f特征角度的交集为零，则在外部反馈结构处于任何角度下第k1发光管和第k2发光管均无法同时锁定。
18.可选的，当外部反馈结构在任何角度下第k1发光管域和第k2发光管均无法同时锁定时，根据第k1发光区域的质心的纵坐标n
k1
、第k2发光区域的质心的纵坐标n
k2
、快轴准直镜的焦距f
fac
、近场成像透镜的快轴焦距f
a
、以及近场光斑图像上每个像素的纵向尺寸d，获取第k1发光管和第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值smile(k1，k2)；
19.smile(k1，k2)＝d|n
k1
‑
n
k2
|*f
fac
/f
a
。
20.可选的，所述第一工作电流为半导体激光器单元的阈值电流。
21.可选的，获取第一发光区域至第n发光区域的光强的步骤包括：获取近场光斑图像中每列像素点的总光强与每列像素点在行方向上的坐标之间的第一映射，近场光斑图像中的行方向平行于第一发光区域至第n发光区域的排布方向；获取第k1发光区域的质心在行方向上的坐标在第一映射中对应的第k1总光强，将第k1总光强作为第一发光区域的质心的光强，获取第k2发光区域的质心在行方向上的坐标在第一映射中对应的第k2总光强，将第k2总光强作为第二发光区域的质心的光强。
22.本发明的技术方案具有以下有益效果：
23.本发明技术方案中的波长锁定监测系统的工作方法，所述近场成像透镜将第一发光管至第n发光管分别发出的至少部分光传输在所述图像传感器上，以使图像传感器显示近场光斑图像，所述近场光斑图像包括第一发光区域至第n发光区域；所述判定单元在外部反馈结构的角度调节的过程中根据第k1发光区域和第k2发光区域的光强变化情况获取第k1发光管和第k2发光管的锁定情况，第k发光区域对应第k发光管，也就是说，能监测半导体激光器单元的每个发光管的锁定情况；所述阈值获取单元根据第k1发光管和第k2发光管的锁定情况、第k1发光区域和第k2发光区域的位置、快轴准直镜的焦距和近场成像透镜的快轴焦距，获取第k1发光管至第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值，能判定各发光管在快轴方向的位置差异在经过快轴准直透镜之后产生的激光束的指向性偏差大小对锁定的影响，从而在挑选使用半导体激光器单元时对指向性进行定量的控制。因此，提高了波长锁定监测系统的检测精度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
25.图1为本发明一实施例提供的波长锁定监测系统的结构示意图；
26.图2为本发明另一实施例提供的波长锁定监测系统的结构示意图；
27.图3为本发明又一实施例提供的波长锁定监测系统的结构示意图；
28.图4为本发明又一实施例提供的波长锁定监测系统的结构示意图；
29.图5为本发明又一实施例提供的波长锁定监测系统的结构示意图；
为大于等于1且小于等于n的整数，k2为大于等于1且小于等于n的整数，且k1与k2不等；
45.阈值获取单元(未图示)，所述阈值获取单元适于根据第k1发光管和第k2发光管的锁定情况、第k1发光区域和第k2发光区域的位置、快轴准直镜的焦距和近场成像透镜的快轴焦距，获取第k1发光管至第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值。
46.本实施例中，所述外部反馈结构为体光栅120。体光栅120的反射率为1％
‑
30％。体光栅120适于将部分光反射且将部分光透射。体光栅120还作为谐振腔的外腔。体光栅120仅对特定波长范围的光锁定。体光栅120反射的反馈光回到第一发光管至第n发光管中，用于形成外腔锁定。
47.具体的，所述快轴准直透镜110位于所述半导体激光器单元100和所述体光栅120之间。快轴准直透镜110用于对半导体激光器件单元100发出的分束的激光在快轴方向进行准直。
48.所述近场成像透镜150包括第一成像透镜151和第二成像透镜152，第一成像透镜适于在快轴呈近场像，第二成像透镜152适于在慢轴呈近场像。第一成像透镜151为圆透镜，第二成像透镜152为柱透镜。由于第一成像透镜151为圆透镜，因此第一成像透镜151不仅在快轴方向起作用还在慢轴方向起作用。由于还存在快轴准直透镜110，因此第一成像透镜151和快轴准直透镜110配合一起在快轴成近场像，第一成像透镜151和第二成像透镜152配合一起在慢轴呈近场像。
49.本实施例中，第二成像透镜152位于第一成像透镜151和图像传感器160之间。在其他实施例中，第一成像透镜位于第二成像透镜和图像传感器之间。
50.所述波长锁定监测系统还包括：慢轴准直透镜(未图示)，位于所述半导体激光器件单元100和所述外部反馈结构之间。具体的，慢轴准直透镜位于所述半导体激光器单元100和所述体光栅120之间。在一种情况下，快轴准直透镜110位于慢轴准直透镜和所述半导体激光器单元100之间。慢轴准直透镜用于对半导体激光器件单元100发出的分束的激光在慢轴方向进行准直。
51.所述判定单元适于在体光栅120的角度调节的过程中根据第k1发光区域和第k2发光区域的光强变化情况获取第k1发光管和第k2发光管的锁定情况。
52.所述阈值获取单元适于当外部反馈结构在任何角度下第k1发光管和第k2发光管均无法同时锁定时，根据第k1发光区域的质心的纵坐标、第k2发光区域的质心的纵坐标、快轴准直镜的焦距、近场成像透镜的快轴焦距、以及近场光斑图像上每个像素的纵向尺寸获取第k1发光管和第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值。具体的，所述阈值获取单元适于当体光栅120在任何角度下第k1发光管和第k2发光管均无法同时锁定时，根据第k1发光区域的质心的纵坐标、第k2发光区域的质心的纵坐标、快轴准直镜的焦距、近场成像透镜的快轴焦距、以及近场光斑图像上每个像素的纵向尺寸获取第k1发光管和第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值。
53.smile(k1，k2)＝d|n
k1
‑
n
k2
|*f
fac
/f
a
54.，其中，smile(k1，k2)代表第k1发光管和第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值，f
a
为近场成像透镜的快轴焦距，f
fac
为快轴准直镜的焦距，n
k1
为第k1发光区域的质心的纵坐标、n
k2
为第k2发光区域的质心的纵坐标，d为近场光斑图像上每个像素的纵向尺寸。
55.本实施例中，所述近场成像透镜(未图示)包括第一成像透镜151和第二成像透镜
152，所述近场成像透镜的快轴焦距为第一成像透镜的焦距。
56.所述半导体激光器单元100为半导体激光阵列(巴条)；或者，第一发光管至第n发光管均分别为单管。
57.所述图像传感器160包括ccd相机。
58.近场成像透镜150能使得图像传感器160位于快轴方向和慢轴方向光束的近场区域，近场区域内的光束能认为是基本平行的。具体的，所述图像传感器160的成像面位于所述近场区域的束腰位置。
59.第k发光区域对应第k发光管指的是：第k发光区域的图像是由第k发光管发出的光经过传递之后在图像传感器160上形成，第k发光区域的图像与其他发光管没有关系。
60.本实施例中，所述近场成像透镜150适于位于所述体光栅120背向所述半导体激光器单元100的一侧的光路中。也就是说，从体光栅120透过的光传输至近场成像透镜150。
61.所述波长锁定监测系统还包括：第一分光镜130，所述第一分光镜130适于位于所述近场成像透镜150和所述体光栅120之间的光路中。所述第一分光镜130适于将入射在第一分光镜130表面的光分为两束，第一分光镜130出射的一束光适于传输至所述近场成像透镜150，第一分光镜130出射的另一束光适于传输至光功率计140或者激光接收装置，所述激光接收装置包括接收屏。当第一分光镜130出射的另一束光传输至光功率计140时，能采用光功率计140测量体光栅120的输出功率；当第一分光镜130出射的另一束光传输至接收屏时，所述接收屏单纯接收激光。设置第一分光镜130的作用是：采用第一分光镜130进行分光，减少进入图像传感器160中的光强度，避免损坏图像传感器160。优选的，第一分光镜130向近场成像透镜150传输的光的光强小于第一分光镜130向光功率计140或激光接收装置传输的光的光强。优选的，在一个具体的实施例中，第一分光镜130反射出的光传输至近场成像透镜150，第一分光镜130透射出的光传输至光功率计140或激光接收装置，进一步的，第一分光镜130反射出的光的光强小于第一分光镜130透射出的光的光强。
62.实施例2
63.本实施例提供一种波长锁定监测系统，参考图2，本实施例与实施例1的区别在于：第一分光镜130a适于位于快轴准直透镜110至体光栅120之间的光路中；所述第一分光镜130a适于将入射在第一分光镜130a表面的光分为两束，第一分光镜130a出射的一束光适于传输至近场成像透镜150a，第一分光镜130a出射的另一束光适于传输至体光栅120。
64.优选的，第一分光镜130a反射的光传输至近场成像透镜150a，第一分光镜130a透射出的光传输至体光栅120。
65.关于本实施例与实施例1相同的内容，不再详述。
66.实施例3
67.本实施例提供一种波长锁定监测系统，参考图3，本实施例与实施例1的区别在于：在近场成像透镜150b和体光栅120之间的光路中设置光衰减片170。
68.光衰减片170对体光栅120出射的光进行衰减之后传输至近场成像透镜150b，使得最终进入图像传感器160中的光强降低，避免损坏图像传感器160。
69.关于本实施例与实施例1相同的内容，不再详述。
70.实施例4
71.本实施例与实施例3的区别在于：近场成像透镜和体光栅之间的光路中不设置其
他元件，体光栅出射光直接进入近场成像透镜。
72.关于本实施例与实施例3相同的内容，不再详述。
73.实施例5
74.本实施例提供一种波长锁定监测系统，参考图4，本实施例与实施例2的区别在于：外部反馈结构为外腔镜220；所述波长锁定监测系统还包括：衍射光栅200；所述衍射光栅200适于位于快轴准直透镜至所述外腔镜220之间的光路中；傅里叶透镜190，所述傅里叶透镜190适于位于快轴准直透镜110至衍射光栅200之间的光路中；第二分光镜180，所述第二分光镜180位于所述快轴准直透镜110和所述傅里叶透镜190之间，所述第二分光镜180出射的一束光适于传输至所述近场成像透镜150c，所述第二分光镜180出射的另一束光适于传输至所述傅里叶透镜190。
75.所述波长锁定监测系统还包括：慢轴准直镜111，慢轴准直镜111和快轴准直透镜110均位于半导体激光器单元100至第二分光镜180之间的光路中。快轴准直透镜110位于半导体激光器单元100和慢轴准直镜111之间。
76.本实施例中，所述衍射光栅200为透射式衍射光栅。
77.本实施例中，还包括：位于所述衍射光栅200和外腔镜220之间的串扰抑制单元210。
78.所述串扰抑制单元210包括：望远镜滤波系统和狭缝滤波系统。所述望远镜滤波系统包括沿着光路方向上排布的第一透镜和第二透镜；所述狭缝滤波系统位于所述第一透镜和第二透镜之间且适于透过光束。
79.优选的，第二分光镜180反射的光适于传输至所述近场成像透镜150c，第二分光镜180透射的光适于传输至傅里叶透镜190。第二分光镜180反射的光的光强小于第二分光镜180透射的光的光强。
80.照射至第二分光镜180表面光大部分达到傅里叶透镜190，经过傅里叶透镜190的空间变换作用，将第一发光管至第n发光管发出的光束的位置信息变换为角度信息，来自第一发光管至第n发光管的光束以不同的角度入射至衍射光栅200上。由于衍射光栅200的色散作用，不同波长不同角度的入射光束能以相同的衍射角衍射输出。从衍射光栅200输出的光束经过串扰抑制单元210达到外腔镜220，外腔镜220为部分反射部分透射镜，外腔镜220的反射率在1％～50％。
81.本实施例中，波长锁定通过外腔镜220反射向各发光管提供特定波长的反馈光，反馈光注入各发光管将激发谐振腔内的谐振模式，该模式对应于期望的波长输出。向发光管提供反馈将使谐振腔的运转波长集中在反馈光中心波长附近，由此谐振反馈将压窄发光管光谱带宽并且使得发射光束的光谱围绕在反馈光谱中心波长左右，实现将不同发光点锁定在不同中心波长。
82.关于本实施例与实施例2相同的内容，不再详述。
83.实施例6
84.本实施例提供一种波长锁定监测系统，参考图5，本实施例与实施例5的区别在于：所述衍射光栅200c为反射式衍射光栅。
85.关于本实施例与实施例5相同的内容，不再详述。
86.实施例7
87.本发明还提供一种波长锁定监测系统的工作方法，采用上述实施例的波长锁定监测系统，参考图6，工作方法包括：
88.步骤s1：所述近场成像透镜将第一发光管至第n发光管分别发出的至少部分光传输在所述图像传感器上，以使图像传感器显示近场光斑图像，所述近场光斑图像包括第一发光区域至第n发光区域；
89.步骤s2：在外部反馈结构的角度调节的过程中根据第k1发光区域和第k2发光区域的光强变化情况获取第k1发光管和第k2发光管的锁定情况；
90.步骤s3：根据第k1发光管和第k2发光管的锁定情况、第k1发光区域和第k2发光区域的位置、快轴准直镜的焦距和近场成像透镜的快轴焦距，获取第k1发光管至第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值。
91.在步骤s1中，对于实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的波长锁定监测系统，近场成像透镜将体光栅出射的部分光传输至图像传感器上进行成像，具体的，实施例1和实施例2中，近场成像透镜将第一分光镜分出的部分光传输至图像传感器上进行成像，实施例3中，近场成像透镜将光衰减片衰减后的光传输至图像传感器上进行成像；对于实施例4的波长锁定监测系统，近场成像透镜将体光栅透过的光传输至像传感器上进行成像；对于实施例5和实施例6的波长锁定监测系统，近场成像透镜将第二分光镜反射的分出的部分光传输至图像传感器上进行成像。
92.在外部反馈结构的角度调节的过程中根据第k1发光区域和第k2发光区域的光强变化情况获取第k1发光管和第k2发光管的锁定情况的步骤包括：在初始工作条件下，获取第一发光区域至第n发光区域的光强，初始工作条件包括：半导体激光器单元在第一工作电流下工作，外部反馈结构未设置在所述半导体激光器单元发出光的光路中；在第二工作条件下，获取第一发光区域至第n发光区域的光强，第二工作条件包括：半导体激光器单元在第一工作电流在工作，外部反馈结构设置在所述半导体激光器单元发出光的光路中，调节外部反馈结构处于不同的角度；若在第二工作条件下且外部反馈结构处于第f特征角度时第k1发光区域的光强大于在初始工作条件下第k1发光区域的光强，则第k1发光管在外部反馈结构处于第f特征角度时被锁定；若在第二工作条件下且外部反馈结构处于第g特征角度时第k2发光区域的光强大于在初始工作条件下第k2发光区域的光强，则第k2发光管在外部反馈结构处于第g特征角度时被锁定；若第g特征角度与所述第f特征角度的交集为零，则在外部反馈结构处于任何角度下第k1发光管和第k2发光管均无法同时锁定。
93.在一个实施例中，所述第一工作电流为半导体激光器单元的阈值电流。
94.需要说明的是，在其他实施例中，第一工作电流还可以为阈值电流附近，具体的，第一工作电流等于阈值电流的余量之和，所述余量的取值范围为
‑
10％的阈值电流～10％的阈值电流。
95.半导体激光器单元在阈值电流下的电流不能激发半导体激光器单元对应的谐振腔起振动，因此半导体激光器单元没有激光输出，仅有一些荧光输出，当半导体激光器单元的电流增加至阈值电流时，半导体激光器单元的输出开始出现，并且随着电流的增大，半导体激光器单元的功率呈近似线性增加。
96.需要说明的是，初始工作条件包括：半导体激光器单元在第一工作电流下工作，外部反馈结构未设置在所述半导体激光器单元发出光的光路中，但是波长锁定监测系统的其
他结构按照上述实施例限定位置放置。
97.需要说明的是，第二工作条件包括：半导体激光器单元在第一工作电流在工作，外部反馈结构设置在所述半导体激光器单元发出光的光路中，调节外部反馈结构处于不同的角度，波长锁定监测系统的其他结构按照上述实施例限定位置放置。
98.半导体激光器单元在第一工作电流下运行，且外部反馈结构未设置在所述半导体激光器单元发出光的光路中时，半导体激光器单元的输出光功率较小，最终在图像传感器上形成的近场光斑图像较暗，第一发光区域至第n发光区域的光强较弱,如图15所示，图15的横轴表示第一发光区域至第n发光区域在行方向的坐标，图15的纵轴为光强。
99.获取第一发光区域至第n发光区域的光强的步骤包括：获取近场光斑图像中每列像素点的总光强与每列像素点在行方向上的坐标之间的第一映射，近场光斑图像中的行方向平行于第一发光区域至第n发光区域的排布方向；获取第k1发光区域的质心在行方向上的坐标在第一映射中对应的第k1总光强，将第k1总光强作为第一发光区域的质心的光强，获取第k2发光区域的质心在行方向上的坐标在第一映射中对应的第k2总光强，将第k2总光强作为第二发光区域的质心的光强。
100.具体的，图15中，图15的纵轴表示近场光斑图像中每列像素点的总光强。图15中的1代表第一发光区域的质心，依次类推，19代表第一发光区域的质心。
101.参考图7(a)、图8(a)、图9(a)、图10(a)、图11(a)、图12(a)、图13(a)和图14(a)，示出了波长锁定监测系统在第二工作条件下，对应外部反馈结构在不同角度时的近场光斑图像。参考图7(a)、图8(a)、图9(a)、图10(a)、图11(a)、图12(a)、图13(a)和图14(a)对应的外部反馈结构的角度均不同。
102.参考图7(b)、图8(b)、图9(b)、图10(b)、图11(b)、图12(b)、图13(b)和图14(b)，中的实线示出了波长锁定监测系统分别在第二工作条件下对应外部反馈结构不同角度时，第一发光区域至第n发光区域的光强与发光点位置之间的曲线图，图7(b)、图8(b)、图9(b)、图10(b)、图11(b)、图12(b)、图13(b)和图14(b)中虚线代表在初始工作条件下，获取的第一发光区域至第n发光区域的光强与发光点位置之间的曲线(也就是图15中的曲线)。
103.图7(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第一特征角度时，第19发光区域在第二工作条件下的光强大于第19发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第19发光管被锁定。
104.图8(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第二特征角度时，第一发光区域在第二工作条件下的光强大于第一发光区域在初始工作条件下的光强，第19发光区域在第二工作条件下的光强大于第19发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第1发光管和第19发光管被锁定。
105.图9(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第三特征角度时，第一发光区域在第二工作条件下的光强大于第一发光区域在初始工作条件下的光强，第二发光区域在第二工作条件下的光强大于第二发光区域在初始工作条件下的光强，第18发光区域在第二工作条件下的光强大于第18发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第1发光管、第二发光管和第18发光管被锁定。
106.图10(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第四特征角度时，第二发光区域在第二工作条件下的光强大于第二发光区域在初始工作条件下的光强，第三发光区
域在第二工作条件下的光强大于第三发光区域在初始工作条件下的光强，第17发光区域在第二工作条件下的光强大于第17发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第二发光管、第三发光管和第17发光管被锁定。
107.图11(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第五特征角度时，第四发光区域在第二工作条件下的光强大于第四发光区域在初始工作条件下的光强，第五发光区域在第二工作条件下的光强大于第五发光区域在初始工作条件下的光强，第16发光区域在第二工作条件下的光强大于第16发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第四发光管、第五发光管和第16发光管被锁定。
108.图12(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第六特征角度时，第五发光区域在第二工作条件下的光强大于第五发光区域在初始工作条件下的光强，第六发光区域在第二工作条件下的光强大于第六发光区域在初始工作条件下的光强，第15发光区域在第二工作条件下的光强大于第15发光区域在初始工作条件下的光强，第16发光区域在第二工作条件下的光强大于第16发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第五发光管、第六发光管、第15发光管和第16发光管被锁定。
109.图13(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第七特征角度时，第七发光区域在第二工作条件下的光强大于第七发光区域在初始工作条件下的光强，第八发光区域在第二工作条件下的光强大于第八发光区域在初始工作条件下的光强，第九发光区域在第二工作条件下的光强大于第九发光区域在初始工作条件下的光强，第13发光区域在第二工作条件下的光强大于第13发光区域在初始工作条件下的光强，第14发光区域在第二工作条件下的光强大于第14发光区域在初始工作条件下的光强，第15发光区域在第二工作条件下的光强大于第15发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第七发光管、第八发光管、第九发光管、第13发光管、第14发光管和第15发光管被锁定。
110.图14(b)中对比实线和虚线的变化，在外部反馈结构处于第八特征角度时，第九发光区域在第二工作条件下的光强大于第九发光区域在初始工作条件下的光强，第10发光区域在第二工作条件下的光强大于第10发光区域在初始工作条件下的光强，第11发光区域在第二工作条件下的光强大于第11发光区域在初始工作条件下的光强，第12发光区域在第二工作条件下的光强大于第12发光区域在初始工作条件下的光强，第13发光区域在第二工作条件下的光强大于第13发光区域在初始工作条件下的光强，也就是说第九发光管、第十发光管、第11发光管、第12发光管和第13发光管被锁定。
111.当外部反馈结构在任何角度下第k1发光管和第k2发光管均无法同时锁定时，所述阈值获取单元根据第k1发光区域的质心的纵坐标n
k1
、第k2发光区域的质心的纵坐标n
k2
、快轴准直镜的焦距f
fac
、近场成像透镜的焦距f
a
、每个像素的纵向尺寸d获取第k1发光管和第k2发光管在快轴方向上的锁定距离上限阈值smile(k1，k2)；
112.smile(k1，k2)＝d|n
k1
‑
n
k2
|*f
fac
/f
a
。
113.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。