一种波长锁定监测系统及其工作方法与流程

技术特征：
1.一种波长锁定监测系统，其特征在于，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。2.如权利要求1所述的波长锁定监测系统，其特征在于,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。3.如权利要求1所述的波长锁定监测系统，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。4.如权利要求1所述的波长锁定监测系统，其特征在于,所述图像传感器包括ccd相机。5.如权利要求1至4任意一项所述的波长锁定监测系统，其特征在于,所述外部反馈结构为体光栅。6.如权利要求5所述的波长锁定监测系统，其特征在于,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。7.如权利要求6所述的波长锁定监测系统，其特征在于,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。8.如权利要求6所述的波长锁定监测系统，其特征在于,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。9.如权利要求5所述的波长锁定监测系统，其特征在于,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。10.如权利要求1至4任意一项所述的波长锁定监测系统，其特征在于，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。11.如权利要求10所述的波长锁定监测系统，其特征在于，所述衍射光栅包括透射式衍射光栅或者反射式衍射光栅。12.如权利要求1所述的波长锁定监测系统，其特征在于，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。13.一种如权利要求1至12任意一项所述的波长锁定监测系统的工作方法，其特征在于,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。14.如权利要求13所述的波长锁定监测系统的工作方法，其特征在于,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。15.如权利要求13或14所述的波长锁定监测系统的工作方法，其特征在于,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)；smile(k1，k2)＝d|n
k1
‑
n
k2
|*f
fac
/f
a
。16.如权利要求13所述的波长锁定监测系统的工作方法，其特征在于,所述第一工作电
流为半导体激光器单元的阈值电流。17.如权利要求14所述的波长锁定监测系统的工作方法，其特征在于,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。

技术总结
本发明提供一种波长锁定监测系统及其工作方法，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发光区域和第k2发光区域的锁定情况；根据适于根据第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。所述工作方法的监测精度提高。测精度提高。测精度提高。


技术研发人员：孙舒娟 刘停停 王俊 俞浩 李波 胡燚文
受保护的技术使用者：苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司
技术研发日：2021.07.29
技术公布日：2021/11/4