本發明屬于光電子技術領域，具體涉及一種自動判斷并設定激光頻率和功率的控制系統及其控制方法。
背景技術：
在穩頻激光相關的精密測量設備以及應用高頻率精度激光的裝置中，通常需要在較大范圍內調諧并鎖定激光的輸出頻率。激光的老化，參數漂移或者工作環境的較大起伏會使得激光頻率漂移出系統鎖定范圍，從而造成設備的失效或者指標下降，激光器如果具有自動判斷并自動設定頻率的功能，設備的指標已經平均無故障時間將大幅上升。
通常，在穩頻激光器或者應用了高頻率精度激光的設備或裝置中，需要在較大范圍內調諧并鎖定激光頻率。常用的方法是先使用控溫單元將激光器溫度控制在一定的固定范圍之內(以半導體激光器為例，溫度的不確定度一般控制在毫開爾文/1小時，對應激光頻率的不確定度為20mhz量級)，然后再調節激光的注入電流，使得激光頻率與某種樣品(例如原子氣室，分子氣室或光學諧振腔等)共振，探測并處理共振產生的光譜信號獲得誤差信號，再利用誤差信號控制激光頻率(可控制激光的電流，共振腔長度或者激光溫度)，實現激光頻率的鎖定(鎖定后通常可以將激光頻率的不確定度控制在1mhz量級)。
利用原子或分子譜線做參考，激光頻率只能鎖定在幾個固定的分立的頻率值上，如果所需的激光頻率與譜線的共振頻率不一致，則需要使用復雜的外調制裝置(例如聲光調制，或電光調制等)將激光頻率調節過去，且外調制裝置不一定能夠無縫覆蓋原子或分子光譜共振頻率之間的所有頻率。利用光學諧振腔做參考，如果諧振腔鏡之間的光程差不變，激光頻率也只能鎖定在幾個固定的分立的頻率值上；如果諧振腔長度能夠被調諧，那么調諧精度會直接影響輸出激光頻率的精度。另外，諧振腔的長度非常容易受到環境各種因素的干擾(例如環境溫度變化，濕度變化，機械振動等等)，這些干擾會使得腔的諧振頻率發生漂移，從而影響激光器的輸出頻率。
老化會使得激光器在初始設定溫度條件下，達到系統需要的輸出頻率時，輸出光的功率下降，產生的測量信號強度下降，從而使得整個裝置指標下降甚至失效；激光參數變化或者環境條件有較大起伏時，激光在原有的設定溫度下無法通過調節注入電流將激光頻率調節到目標值，或者激光溫度可能不能被鎖定到原有的設定值，這樣設備無法正常工作。
技術實現要素：
為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提出了一種自動判斷并設定激光頻率和功率的控制系統及其控制方法，能夠在激光器本身沒有失效的前提下，自動判斷并鎖定激光器頻率至目標值。
本發明的一個目的在于提出一種自動判斷并設定激光頻率和功率的控制系統。
本發明的自動判斷并設定激光頻率和功率的控制系統包括：主激光器、從激光器、第一控溫單元、第二控溫單元、第一電流單元、第二電流單元、第一功率探測器、第二功率探測器、飽和吸收光譜單元、穩頻單元、高速光電探測器、分頻器、第一高反射分光片、第二高反射分光片、高透射分光片、第一二分之一波片、第二二分之一波片、四分之一波片、第一偏振分束棱鏡、第二偏振分束棱鏡和可編程邏輯器件cpld；其中，可編程邏輯器件將溫度和電流的參數傳輸至第一控溫單元和第一電流單元，控制主激光器的輸出頻率和輸出功率；主激光器的輸出光經過第一二分之一波片和第一偏振分束棱鏡后，小部分功率的光進入飽和吸收光譜單元，吸收光譜單元將飽和吸收光譜信號傳輸至可編程邏輯器件；可編程邏輯器件根據飽和吸收光譜信號得到主激光器的輸出頻率；大部分功率的光經過第一高反射分光片；第一高反射分光片的透射光進入第一功率探測器；第一功率探測器連接至可編程邏輯器件，測量得到主激光器的輸出功率；第一高反射分光片的反射光進入第二高反射分光片，反射光作為主激光器的第一輸出光，透射光進入第二偏振分束棱鏡；可編程邏輯器件連接至穩頻單元，穩頻單元連接至第一電流單元，當主激光器的輸出功率和輸出頻率為目標功率和目標頻率時，可編程邏輯器件啟動穩頻單元；可編程邏輯器件將溫度和電流的參數傳輸至第二控溫單元和第二電流單元，控制從激光器的輸出頻率和輸出功率；從激光器的輸出光經過高透射分光片；高透射分光片的反射光進入第二功率探測器；第二功率探測器連接至可編程邏輯器件，測量得到從激光器的輸出功率；高透射分光片的透射光經過第二二分之一波片和第二偏振分束棱鏡后，大部分功率的光透射作為從激光器的第二輸出光；經第二偏振分束棱鏡后的小部分功率的光反射后與經第二高反射分光片透射的主激光器的激光合束，經過四分之一波片后進入高速光電探測器，產生拍頻信號；拍頻信號經過分頻器，輸出頻率轉換為輸入頻率1/n，輸入至可編程邏輯器件，n為分頻比，n為自然數。
可編程邏輯器件cpld通過編程實現主激光器參數設定單元、主激光器光譜記錄單元、主激光器功率記錄單元、從激光器參數設定單元、從激光器功率紀錄單元、拍頻信號頻率測量單元和主控單元；其中，主激光器參數設定單元、主激光器光譜記錄單元、主激光器功率記錄單元、從激光器參數設定單元、從激光器功率紀錄單元和拍頻信號頻率測量單元分別連接至主控單元；第一控溫單元、第一電流單元和穩頻單元分別連接主激光器參數設定單元，主控單元通過主激光器參數設定單元設置主激光器的工作參數；飽和吸收光譜單元連接至主激光器光譜記錄單元，主激光器光譜記錄單元通過分析飽和吸收光譜，得到主激光器的輸出頻率；第一功率探測器連接至主激光器功率記錄單元，得到主激光器的輸出功率；第二控溫單元和第二電流單元分別連接從激光器參數設定單元，主控單元通過從激光器參數設定單元設置從激光器的工作參數；第二功率探測器連接至從激光器功率紀錄單元，得到從激光器的輸出功率；分頻器連接至拍頻信號頻率測量單元，測量分頻器的輸出信號的頻率。
第一功率探測器和第二功率探測器采用光電二極管。
高速光電探測器采用銦鎵砷探測器。
本發明的另一個目的在于提供一種自動判斷并設定激光頻率和功率的控制方法。
本發明的自動判斷并設定激光頻率和功率的控制方法，包括以下步驟：
1)預先測量得到溫度對主激光器的輸出頻率的調節率以及電流對主激光器的輸出頻率的調節率，并且測量溫度對從激光器的輸出頻率的調節率以及電流對從激光器的輸出頻率的調節率，將以上測量得到的已知參數存儲在主控單元中；并且在主控單元中預先存儲主激光器的目標頻率和目標功率以及從激光器的目標頻率和目標功率；
2)設定掃描主激光器的溫度設定值和電流設定值，以及設定掃描從激光器的溫度設定值和電流設定值，為了自動判斷和設定主激光器的頻率，主控單元以一定頻率間隔對應的溫度步長設定一系列的掃描主激光器的溫度設定值，在每一個溫度設定值上，主控單元以更小的頻率間隔對應的電流步長設定一系列的掃描主激光器的電流設定值；
3)得到主激光器的第一個工作點：主控單元通過主激光器參數設定單元控制第一控溫單元，主控單元產生一系列主激光器的溫度設定值，從最低的溫度設定值開始對主激光器進行溫度掃描，并在每一個溫度設定值上控制第一電流單元以更小的間隔掃描主激光器的電流設定值，同時主激光器光譜記錄單元實時記錄數字化后的主激光器的飽和吸收光譜信號，主控單元判斷記錄下來的光譜信號中是否出現激光與原子共振的飽和吸收光譜信號，當主控單元通過光譜信號中出現透射峰和透射峰對應的電流間距的比值判斷出光譜信號中出現飽和吸收光譜信號并判斷出透射峰對應的主激光器的輸出頻率后，找到與目標頻率相等的輸出頻率，主控單元記錄下主激光器的輸出頻率為目標頻率對應的溫度設定值、電流設定值以及此時主激光器的輸出功率，從而得到主激光器的第一個工作點；
4)主控單元比較在主激光的第一個工作點條件下，主激光器的輸出頻率為目標頻率時，主激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的主激光器的目標功率：
a)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則以第一個工作點的參數為主激光參數，主控單元通過主激光參數設定單元啟動穩頻單元，將主激光器的輸出頻率鎖定在目標頻率對應的光譜信號峰值處，即鎖定在光譜的共振點上，完成主激光器的頻率和功率的自動判斷和設定，進入步驟9)；
b)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，進入步驟5)；
5)得到主激光器的第二個工作點：如果主激光器的輸出功率小于目標功率，則增加主激光器的電流設定值；如果主激光器的輸出功率大于目標功率，則減小主激光器的電流設定值，然后根據主控單元中預先存儲的溫度對主激光器的輸出頻率的調節率和電流對主激光器的輸出頻率的調節率計算，得到使得主激光器的輸出頻率不變的溫度值；主控單元將主激光器的溫度設定為上面的計算得到的溫度值，再次掃描主激光器的電流，搜索飽和吸收光譜信號，主控單元判斷出光譜信號對應的主激光器的輸出頻率，主控單元記錄下主激光器的輸出頻率為目標頻率對應的溫度設定值、電流設定值以及此時主激光器的輸出功率，從而得到主激光器的第二個工作點；
6)主控單元比較在主激光器的第二個工作點條件下，主激光器的輸出頻率為目標頻率時，主激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的主激光器的目標功率：
a)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則以第二個工作點的參數為主激光參數，主控單元通過主激光參數設定單元啟動穩頻單元，將主激光器的輸出頻率鎖定在目標頻率對應的光譜信號峰值處，即鎖定在光譜的共振點上，完成主激光器的頻率和功率的自動判斷和設定，進入步驟9)；
b)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，進入步驟7)；
7)得到主激光器的第m個工作點，m初始值為3，m為≥3的自然數，主控單元根據第(m-1)個工作點和第(m-2)個工作點下主激光器的輸出頻率為目標頻率時，對應的溫度設定值、電流設定值以及輸出功率，計算得到主激光器的輸出頻率為目標頻率且功率為目標功率時，對應的溫度設定值和電流設定值，主控單元將主激光器的溫度設定為上述計算得到的溫度設定值，然后保持溫度設定值不變，在主激光器的不跳模的電流的連續調諧范圍掃描電流，主控單元根據記錄的光譜信號判斷主激光器的輸出頻率，主控單元記錄下主激光器的輸出頻率為目標頻率對應的溫度設定值、電流設定值以及此時主激光器的輸出功率，從而得到主激光器的第m個工作點；
8)主控單元比較在主激光器的第m個工作點條件下，主激光器的輸出頻率為目標頻率時，主激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的主激光器的目標功率：
a)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則以第m個工作點的參數為主激光參數，主控單元通過主激光參數設定單元啟動穩頻單元，將主激光器的輸出頻率鎖定在目標頻率對應的光譜信號峰值處，即鎖定在光譜的共振點上，完成主激光器的頻率和功率的自動判斷和設定，進入步驟9)；
b)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，m＝m+1，返回步驟7)；
9)得到從激光器的第一個工作點：主控單元通過從激光器參數設定單元控制第二控溫單元，將從激光器的溫度設定在一系列的從激光器的溫度設定值上，并在每一個溫度設定值上控制第二電流單元以更小的間隔掃描從激光器的電流設定值，同時主控單元控制拍頻信號頻率測量單元測量分頻器的輸出信號的頻率，直至觀察到非零的頻率測量值，并得到從激光器的輸出頻率，主控單元記錄從激光器的輸出頻率為目標頻率時的溫度設定值、電流設定值和輸出功率，得到從激光器的第一個工作點；
10)主控單元比較在從激光器的第一個工作點條件下，從激光器的輸出頻率為目標頻率時，從激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的從激光器的目標功率：
a)如果從激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，進入步驟11)；
b)如果從激光器的輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則主控單元生成鎖頻誤差信號，通過從激光器參數設定單元將誤差信號傳輸至第二電流單元，實現從激光器的頻率和功率的自動判斷和設定；
11)得到從激光器的第二個工作點：如果從激光器的輸出功率小于目標功率，則增加從激光器的電流設定值；如果從激光器的輸出功率大于目標功率，則減小從激光器的電流設定值，然后根據主控單元中預先存儲的溫度對從激光器的輸出頻率的調節率和電流對從激光器的輸出頻率的調節率計算，得到使得從激光器的輸出頻率不變的溫度值；主控單元將從激光器的溫度設定為上面的計算得到的溫度值，再次掃描從激光器的電流，直至觀察到非零的頻率測量值，同時主控單元控制拍頻信號頻率測量單元測量分頻器的輸出信號的頻率，并得到從激光器的輸出頻率，主控單元記錄從激光器的輸出頻率為目標頻率時的溫度設定值、電流設定值和輸出功率，得到從激光器的第二個工作點；
12)主控單元比較在從激光器的第二個工作點條件下，從激光器的輸出頻率為目標頻率時，從激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的從激光器的目標功率：
a)如果從激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，進入步驟13)；
b)如果從激光器的輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則主控單元生成鎖頻誤差信號，通過從激光器參數設定單元將誤差信號傳輸至第二電流單元，實現從激光器的頻率和功率的自動判斷和設定；
13)得到從激光器的第m個工作點，m初始值為3，m為≥3的自然數，主控單元根據第(m-1)個工作點和第(m-2)個工作點下從激光器的輸出頻率為目標頻率時，對應的溫度設定值、電流設定值以及輸出功率，計算得到從激光器的輸出頻率為目標頻率且功率為目標功率時，對應的溫度設定值和電流設定值，主控單元將從激光器的溫度設定為上述計算得到的溫度設定值，然后保持溫度設定值不變，在計算得到的電流設定值附近掃描電流，直至觀察到非零的頻率測量值，同時主控單元控制拍頻信號頻率測量單元測量分頻器的輸出信號的頻率，并得到從激光器的輸出頻率，主控單元記錄從激光器的輸出頻率為目標頻率時的溫度設定值、電流設定值和輸出功率，得到從激光器的第m個工作點；
14)主控單元比較在從激光器的第m個工作點條件下，從激光器的輸出頻率為目標頻率時，從激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的從激光器的目標功率：
a)如果從激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，m＝m+1，返回步驟13)；
b)如果從激光器的輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則主控單元生成鎖頻誤差信號，通過從激光器參數設定單元將誤差信號傳輸至第二電流單元，實現從激光器的頻率和功率的自動判斷和設定。
其中，在步驟3)中，每兩個相鄰的溫度設定值的間隔對應的主激光器的輸出頻率間隔小于主激光器的不跳模的電流的連續調諧范圍。
在步驟9)中，得到從激光器的輸出頻率，包括以下步驟：當拍頻信號頻率測量單元測量到非零的頻率時，主激光器的頻率為ν，主激光器和從激光器的拍頻頻率為f，并不能確定從激光器的輸出頻率，此時從激光器的頻率有兩個可能的取值:ν+f和ν-f；由于電流對從激光器的輸出頻率的調節率是已知的，所以在測量到拍頻信號后，主控單元調整從激光器的電流使得從激光器的輸出頻率升高，然后再次測量拍頻信號的頻率，如果拍頻信號的頻率升高，那么從激光器的頻率為ν+f，如果拍頻信號的頻率降低，那么從激光器的頻率為ν-f。
本發明的優點：
本發明采用雙激光器結構，主控單元能夠根據光譜信號自動搜索并自動判斷主激光器的輸出頻率，在自動優化主激光器的輸出功率至目標功率后，將頻率自動鎖定到原子或分子譜線上；從激光器與主激光器的輸出合束后產生拍頻信號，主控單元能夠自動判斷主激光器和從激光器的輸出頻率的大小關系，從而準確且自動判斷從激光器的輸出頻率，在自動優化從激光器的輸出功率至目標功率后，利用主控單元生成鎖頻誤差信號，在80ghz范圍內實現對從激光器頻率的鎖定；本發明的方法可以廣泛應用在激光冷卻、原子頻標，原子干涉儀以及激光波長計等基礎研究和精密測量技術領域。
附圖說明
圖1為本發明的自動判斷并設定激光頻率和功率的控制系統的結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖，通過具體實施例，進一步闡述本發明。
如圖1所示，本實施例的自動判斷并設定激光頻率和功率的控制系統包括：主激光器、從激光器、第一控溫單元、第二控溫單元、第一電流單元、第二電流單元、第一功率探測器、第二功率探測器、飽和吸收光譜單元、穩頻單元、高速光電探測器、分頻器、第一高反射分光片、第二高反射分光片、高透射分光片、第一二分之一波片、第二二分之一波片、四分之一波片、第一偏振分束棱鏡、第二偏振分束棱鏡和可編程邏輯器件cpld；其中，可編程邏輯器件cpld通過編程實現主激光器參數設定單元、主激光器光譜記錄單元、主激光器功率記錄單元、從激光器參數設定單元、從激光器功率紀錄單元、拍頻信號頻率測量單元和主控單元；主激光器參數設定單元、主激光器光譜記錄單元、主激光器功率記錄單元、從激光器參數設定單元、從激光器功率紀錄單元和拍頻信號頻率測量單元分別連接至主控單元；第一控溫單元、第一電流單元和穩頻單元分別連接主激光器參數設定單元，主控單元通過主激光器參數設定單元設置主激光器的工作參數；飽和吸收光譜單元連接至主激光器光譜記錄單元，主激光器光譜記錄單元通過分析飽和吸收光譜，得到主激光器的輸出頻率；第一功率探測器連接至主激光器功率記錄單元，得到主激光器的輸出功率；第二控溫單元和第二電流單元分別連接從激光器參數設定單元，主控單元通過從激光器參數設定單元設置從激光器的工作參數；第二功率探測器連接至從激光器功率紀錄單元，得到從激光器的輸出功率；分頻器連接至拍頻信號頻率測量單元，測量分頻器的輸出信號的頻率；可編程邏輯器件的主控單元通過主激光器參數設定單元將溫度和電流的參數傳輸至第一控溫單元和第一電流單元，控制主激光器的輸出頻率和輸出功率；主激光器的輸出光經過第一二分之一波片和第一偏振分束棱鏡后，5％功率的光進入飽和吸收光譜單元，吸收光譜單元將飽和吸收光譜信號傳輸至可編程邏輯器件的主激光器光譜記錄單元；可編程邏輯器件的主控單元根據飽和吸收光譜信號得到主激光器的輸出頻率；95％功率的光經過第一高反射分光片；第一高反射分光片5％的光透射進入第一功率探測器；第一功率探測器連接至可編程邏輯器件的主激光器功率記錄單元，測量得到主激光器的輸出功率；第一高反射分光片95％的光反射進入第二高反射分光片，第二高反射分光片95％的光反射作為主激光器的第一輸出光，5％的光透射進入第二偏振分束棱鏡；可編程邏輯器件的主激光器參數設定單元連接至穩頻單元，穩頻單元連接至第一電流單元，當主激光器的輸出功率和輸出頻率為目標功率和目標頻率時，可編程邏輯器件啟動穩頻單元；可編程邏輯器件的主控單元通過從激光器參數設定單元將溫度和電流的參數傳輸至第二控溫單元和第二電流單元，控制從激光器的輸出頻率和輸出功率；從激光器的輸出光經過高透射分光片；高透射分光片5％的光反射進入第二功率探測器；第二功率探測器連接至可編程邏輯器件的從激光器功率紀錄單元，測量得到從激光器的輸出功率；高透射分光片95％光的透射經過第二二分之一波片和第二偏振分束棱鏡后，95％功率的光透射作為從激光器的第二輸出光；經第二偏振分束棱鏡后的5％功率的光反射后與經第二高反射分光片透射的主激光器的激光合束，經過四分之一波片后進入高速光電探測器，采用銦鎵砷探測器，測量頻率帶寬為40ghz，產生拍頻信號；拍頻信號經過分頻器，輸出頻率轉換為輸入頻率1/n，輸入至可編程邏輯器件的拍頻信號頻率測量單元。
本實施例的自動判斷并設定激光頻率和功率的控制方法，包括以下步驟：
1)預先測量得到溫度對主激光器的輸出頻率的調節率以及電流對主激光器的輸出頻率的調節率，并且測量溫度對從激光器的輸出頻率的調節率以及電流對從激光器的輸出頻率的調節率，將以上測量得到的已知參數存儲在主控單元中，溫度的調諧率的數量級為20ghz/k，電流的調節率的數量級為1ghz/ma；并且在主控單元中預先存儲主激光器的目標頻率和目標功率以及從激光器的目標頻率和目標功率；
2)設定掃描主激光器的溫度設定值和電流設定值，以及設定掃描從激光器的溫度設定值和電流設定值，為了自動判斷和設定主激光器的頻率，主控單元以一定頻率間隔對應的溫度步長設定一系列的掃描主激光器的溫度設定值，每兩個相鄰的溫度設定值的間隔對應的主激光器的輸出頻率間隔小于主激光器的不跳模的電流的連續調諧范圍，在每一個溫度設定值上，主控單元以更小的頻率間隔對應的電流步長設定一系列的掃描主激光器的電流設定值，電流步長與樣品有關，為樣品的譜線線寬的十分之一；
3)得到主激光器的第一個工作點：主控單元通過主激光器參數設定單元控制第一控溫單元，主控單元產生一系列主激光器的溫度設定值，從最低的溫度設定值開始對主激光器進行溫度掃描，并在每一個溫度設定值上控制第一電流單元以更小的間隔掃描主激光器的電流設定值，同時主激光器光譜記錄單元實時記錄數字化后的主激光器的飽和吸收光譜信號，主控單元判斷記錄下來的光譜信號中是否出現激光與原子共振的飽和吸收光譜信號，當主控單元通過光譜信號中出現透射峰和透射峰對應的電流間距的比值判斷出光譜信號中出現飽和吸收光譜信號并判斷出透射峰對應的主激光器的輸出頻率后，找到與目標頻率相等的輸出頻率，主控單元記錄下主激光器的輸出頻率為目標頻率對應的溫度設定值、電流設定值以及此時主激光器的輸出功率，從而得到主激光器的第一個工作點；
4)主控單元比較在主激光器的第一個工作點條件下，主激光器的輸出頻率為目標頻率時，主激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的主激光器的目標功率：
a)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，本實施例中容差區間為±5％，則以第一個工作點的參數為主激光參數，主控單元通過主激光參數設定單元啟動穩頻單元，將主激光器的輸出頻率鎖定在目標頻率對應的光譜信號峰值處，即鎖定在光譜的共振點上，完成主激光器的頻率和功率的自動判斷和設定，進入步驟9)；
b)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，進入步驟5)；
5)得到主激光器的第二個工作點：如果主激光器的輸出功率小于目標功率，則增加主激光器的電流設定值；如果主激光器的輸出功率大于目標功率，則減小主激光器的電流設定值，然后根據主控單元中預先存儲的溫度對主激光器的輸出頻率的調節率和電流對主激光器的輸出頻率的調節率計算，得到使得主激光器的輸出頻率不變的溫度值；主控單元將主激光器的溫度設定為上面的計算得到的溫度值，再次掃描主激光器的電流，搜索飽和吸收光譜信號，主控單元判斷出光譜信號對應的主激光器的輸出頻率，主控單元記錄下主激光器的輸出頻率為目標頻率對應的溫度設定值、電流設定值以及此時主激光器的輸出功率，從而得到主激光器的第二個工作點；
6)主控單元比較在第二個工作點條件下，主激光器的輸出頻率為目標頻率時，主激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的主激光器的目標功率：
a)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則以第二個工作點的參數為主激光參數，主控單元通過主激光參數設定單元啟動穩頻單元，將主激光器的輸出頻率鎖定在目標頻率對應的光譜信號峰值處，即鎖定在光譜的共振點上，完成主激光器的頻率和功率的自動判斷和設定，進入步驟9)；
b)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，進入步驟7)；
7)得到主激光器的第m個工作點，m初始值為3，m為≥3的自然數，主控單元根據第(m-1)個工作點和第(m-2)個工作點下主激光器的輸出頻率為目標頻率時，對應的溫度設定值、電流設定值以及輸出功率，計算得到主激光器的輸出頻率為目標頻率且功率為目標功率時，對應的溫度設定值和電流設定值，主控單元將主激光器的溫度設定為上述計算得到的溫度設定值，然后保持溫度設定值不變，在主激光器的不跳模的電流的連續調諧范圍掃描電流，主控單元根據記錄的光譜信號判斷主激光器的輸出頻率，主控單元記錄下主激光器的輸出頻率為目標頻率對應的溫度設定值、電流設定值以及此時主激光器的輸出功率，從而得到主激光器的第m個工作點；
8)主控單元比較在主激光器的第m個工作點條件下，主激光器的輸出頻率為目標頻率時，主激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的主激光器的目標功率：
c)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間(±5％)以內，則以第m個工作點的參數為主激光參數，主控單元通過主激光參數設定單元啟動穩頻單元，將主激光器的輸出頻率鎖定在目標頻率對應的光譜信號峰值處，即鎖定在光譜的共振點上，完成主激光器的頻率和功率的自動判斷和設定，進入步驟9)；
d)如果主激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間(±5％)以外，m＝m+1，返回步驟7)；
9)得到從激光器的第一個工作點：主控單元通過從激光器參數設定單元控制第二控溫單元，將從激光器的溫度設定在一系列的從激光器的溫度設定值上，并在每一個溫度設定值上控制第二電流單元以更小的間隔掃描從激光器的電流設定值，同時主控單元控制拍頻信號頻率測量單元測量分頻器的輸出信號的頻率，直至觀察到非零的頻率測量值，此時從激光器與主激光器的頻率差在±40ghz范圍內，并得到從激光器的輸出頻率，當拍頻信號頻率測量單元測量到非零的頻率時，主激光器的頻率為ν，兩臺激光器的拍頻頻率為f，并不能確定從激光器的輸出頻率，此時從激光器的頻率有兩個可能的取值:ν+f和ν-f；由于電流對從激光器的輸出頻率的調節率是已知的，所以在測量到拍頻信號后，主控單元調整從激光器的電流使得從激光器的輸出頻率升高，然后再次測量拍頻信號的頻率，如果拍頻信號的頻率升高，那么從激光器的頻率為ν+f，如果拍頻信號的頻率降低，那么從激光器的頻率為ν-f，主控單元記錄從激光器的輸出頻率為目標頻率時的溫度設定值、電流設定值和輸出功率，得到從激光器的第一個工作點；
10)主控單元比較在從激光器的第一個工作點條件下，從激光器的輸出頻率為目標頻率時，從激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的從激光器的目標功率：
a)如果從激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間(本實施例中為±5％)以外，進入步驟11)；
b)如果從激光器的輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則主控單元生成鎖頻誤差信號，通過從激光器參數設定單元將誤差信號傳輸至第二電流單元，實現從激光器的頻率和功率的自動判斷和設定；
11)得到從激光器的第二個工作點：如果從激光器的輸出功率小于目標功率，則增加從激光器的電流設定值；如果從激光器的輸出功率大于目標功率，則減小從激光器的電流設定值，然后根據主控單元中預先存儲的溫度對從激光器的輸出頻率的調節率和電流對從激光器的輸出頻率的調節率計算，得到使得從激光器的輸出頻率不變的溫度值；主控單元將從激光器的溫度設定為上面的計算得到的溫度值，再次掃描從激光器的電流，直至觀察到非零的頻率測量值，同時主控單元控制拍頻信號頻率測量單元測量分頻器的輸出信號的頻率，并得到從激光器的輸出頻率，主控單元記錄從激光器的輸出頻率為目標頻率時的溫度設定值、電流設定值和輸出功率，得到從激光器的第二個工作點；
12)主控單元比較在從激光器的第二個工作點條件下，從激光器的輸出頻率為目標頻率時，從激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的從激光器的目標功率：
a)如果從激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，進入步驟13)；
b)如果從激光器的輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則主控單元生成鎖頻誤差信號，通過從激光器參數設定單元將誤差信號傳輸至第二電流單元，實現從激光器的頻率和功率的自動判斷和設定；
13)得到從激光器的第m個工作點，m初始值為3，m為≥3的自然數，主控單元根據第(m-1)個工作點和第(m-2)個工作點下從激光器的輸出頻率為目標頻率時，對應的溫度設定值、電流設定值以及輸出功率，計算得到從激光器的輸出頻率為目標頻率且功率為目標功率時，對應的溫度設定值和電流設定值，主控單元將從激光器的溫度設定為上述計算得到的溫度設定值，然后保持溫度設定值不變，在計算得到的電流設定值附近掃描電流，直至觀察到非零的頻率測量值，同時主控單元控制拍頻信號頻率測量單元測量分頻器的輸出信號的頻率，并得到從激光器的輸出頻率，主控單元記錄從激光器的輸出頻率為目標頻率時的溫度設定值、電流設定值和輸出功率，得到從激光器的第m個工作點；
14)主控單元比較在從激光器的第m個工作點條件下，從激光器的輸出頻率為目標頻率時，從激光器的輸出功率與主控單元中存儲的預設的從激光器的目標功率：
a)如果從激光器輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以外，m＝m+1，返回步驟13)；
b)如果從激光器的輸出功率與目標功率的差值在容錯區間以內，則主控單元生成鎖頻誤差信號，通過從激光器參數設定單元將誤差信號傳輸至第二電流單元，實現從激光器的頻率和功率的自動判斷和設定。
最后需要注意的是，公布實施例的目的在于幫助進一步理解本發明，但是本領域的技術人員可以理解：在不脫離本發明及所附的權利要求的精神和范圍內，各種替換和修改都是可能的。因此，本發明不應局限于實施例所公開的內容，本發明要求保護的范圍以權利要求書界定的范圍為準。