[发明专利]一种拉曼光纤放大器的控制方法和系统

权利要求书

1.一种拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，包括：

根据设置的目标增益和目标斜率，采用前馈公式计算出每个泵浦的期望输出功率，并通过PD探测得到每个泵浦的实际输出功率；

通过第一级反馈控制，将每个泵浦的实际输出功率锁定至对应的期望输出功率；

根据设置的目标增益和目标斜率，采用ASE公式计算出每个泵浦的期望带外ASE功率，并通过PD探测得到每个泵浦的实际带外ASE功率；

若泵浦的带外ASE未锁定，则通过第二级反馈控制，确定泵浦的增益补偿和斜率补偿，并反馈补偿至前馈公式和ASE公式中进行重新计算；

对每个泵浦重复进行第一级反馈控制和第二级反馈控制，直至泵浦的实际带外ASE功率锁定至对应的期望带外ASE功率，实现增益和斜率锁定；

其中，所述前馈公式具体为mw＝f(gain，tilt)，所述ASE公式具体为expect_ase＝g(gain，tilt)；mw表示泵浦的期望输出功率，expect_ase表示泵浦的期望带外ASE功率，gain表示泵浦当前的增益，tilt表示泵浦当前的斜率，f()和g()表示二元函数。

2.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，在所述采用前馈公式计算出每个泵浦的期望输出功率之前，所述方法还包括：在每个泵浦开泵时，将对应泵浦输出一功率，并根据实际带外ASE的探测功率，计算出每个泵浦当前接入光纤的插入损耗；

则在采用前馈公式计算出每个泵浦的期望输出功率之后，所述方法还包括：将计算得到的对应插入损耗补偿到每个泵浦的期望输出功率中，作为后续使用的期望输出功率。

3.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，对于每个泵浦，在设置目标增益和目标斜率时，均以步进的方式进行调节，从而逐渐将增益从零调制至目标增益，将斜率从零调制至目标斜率。

4.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，对于每个泵浦，所述第一级反馈控制的过程具体为：

通过PID控制器设置合理的比例参数和微分参数，在保持不抖动的情况下，调节泵浦输出DAC从而调节泵浦驱动电流，使泵浦的实际输出功率锁定至对应的期望输出功率。

5.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，在所述根据设置的目标增益和目标斜率，采用前馈公式计算出每个泵浦的期望输出功率之前，所述方法还包括：

在AGC模式下设定N个固定增益点，分别计算每个固定增益点下未放大的输入光功率与关泵时的输入光功率间的差值，并对差值和增益进行曲线拟合，得到不同增益点的误差拟合曲线；其中，N≥3；

则在给出设置的目标增益后，根据所述误差拟合曲线确定当前设置增益点对应的增益补偿量，并以该增益补偿量对当前设置的目标增益进行补偿，以便后续在前馈公式和ASE公式中计算使用。

6.根据权利要求1-5任一所述的拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，对于每个泵浦，所述前馈公式需预先根据斜率进行定标，具体为：

在当前斜率下，定出每个泵浦在不同增益下的输出功率，然后进行曲线拟合；根据拟合曲线定出每个泵浦对应的前馈公式中的相关参数，进而完成前馈公式的定标。

7.根据权利要求1-5任一所述的拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，对于每个泵浦，所述ASE公式需预先根据斜率进行定标，具体为：

在当前斜率下，定出每个泵浦的泄露因子以及在不同增益下的带外ASE功率，然后进行曲线拟合；根据拟合曲线定出每个泵浦对应的ASE公式中的相关参数，进而完成ASE公式的定标。

8.根据权利要求1-5任一所述的拉曼光纤放大器的控制方法，其特征在于，对于每个泵浦，所述第一级反馈控制需预先进行定标，具体为：

进入APC模式，设置每个泵浦的期望输出功率，调整第一级反馈控制中PID反馈算法的比例参数、微分参数和调节周期，使每个泵浦的输出均能够稳定锁定至目标功率，从而使第一级反馈控制生效。