半导体激光器驱动源功率器件的建模与仿真

模拟电路、数字电路及数模混合电路中小信号电路的仿真技术现已趋于成熟,而大功率电路的仿真技术尚需完善。当大功率器件处于工作状态时,功率器件会发热。小信号电路的仿真技术尚不能模拟大功率电路的工作状态。半导体激光器驱动源功率执行级为大功率电路,建立能描述其功率器件工作状态的PSPICE仿真软件模型是亟待解决的问题之一。依据功率器件的结构、工作原理及其功耗等建立了包含热模型的金属—氧化物—半导体场效应晶体管(MOSFET)模型,使用此模型对半导体激光器驱动源进行了计算机仿真优化研究。通过实际系统验证了该模型的正确性。该模型也适用于其它大功率电路的计算机仿真。     

大功率窄脉冲半导体激光光源等效电路参数研究

针对大功率窄脉冲激光光源的激光器多管芯组合结构等效电路的参数提取困难的问题,提出了基于外特性测量法来提取激光器多管芯组合结构等效电路参数的简捷方法。其特点是：在不知道半导体激光器的材料及内部结构的情况下,通过对实物电路系统电参数的测量并利用Pspice仿真软件经多次参数拟合来获得半导体激光器等效电路参数。实验结果表明,利用该方法提取的半导体激光器等效电路参数与国外产品给出的等效电路参数相吻合。它为大功率窄脉冲半导体激光器驱动源的设计提供了依据,对多个管芯的组合方式、组合结构设计及装配工艺具有指导意义。在此基础上,设计并制作了半导体激光器板载结构的驱动源电路实验系统,其输出功率为180 W,光脉冲的上升时间为3.2 ns,脉冲的宽度为8.3 ns.     

超窄脉冲激光引信接收机研究

以基于半导体泵浦固体激光器(DPSSL)的超窄脉冲激光引信技术为背景,对其接收机电路进行了研究。根据回波脉冲极窄的特点,分析对比了同相拓扑结构及反相拓扑结构的接收机电路的优缺点。基于理论分析,系统采用了反相拓扑结构的接收机电路,并通过Saber软件仿真分析,证明该电路具有良好的频率响应、相位裕度以及噪声小等特性,满足设计使用要求。     

半导体光源的稳光控制电路的设计

半导体激光器正在逐步取代传统光源,并已广泛应用于现代工业.本文给出了一种适用于光电仪器的半导体光源的稳光控制器的设计.理论分析和工程试验表明,该控制器对于文中介绍的激光器具有设计紧凑、使用安全、整机性能可靠的特点,可推广应用同类激光器的控制及发光二极管的性能控制.     

基于半导体激光器的车载红外夜视系统设计

介绍了一种基于半导体激光器的红外夜视系统,该系统以半导体激光器为红外发射装置,以单片机PIC16F877为核心完成数据采集和系统控制,并利用MAX487完成单片机之间的串行通信.给出了系统硬件设计方法并进行了实验.实验结果证明了系统的实用性.     

一种通用的电容式微机械陀螺接口电路研究

在分析电容式微机械陀螺驱动和敏感模态运动方程的基础上,提出了一种通用的电容式微机械陀螺接口电路方案。该电路包含检测和驱动电路两个部分,在检测电路方面以C—V检测电路分析为基础设计了陀螺驱动和敏感模态振动检测电路,在驱动电路方面重点研究了采用锁相的方法实现驱动模态稳频控制的频率控制回路和采用整流以及直流电压调整的方法实现...     

一种基于DSP的半导体桥起爆电路的设计

针对半导体桥起爆器的特点,设计了1套起爆电路,通过采用滤波、双状态控制、冗余设计等手段,使该电路具有高可靠性、安全性与电磁兼容性;相对于模拟电路控制方式,该电路具备数字控制功能,具备与上位机通讯方便、控制方式灵活等特点,试验表明其能够可靠起爆半导体桥起爆器.     

提高运载火箭CCD激光瞄准仪准直精度及稳定性技术研究

为解决半导体激光器光强分布不均，造成CCD激光瞄准仪准直精度下降、稳定性差以及不能适应目标棱镜平移从而影响运载火箭发射精度的问题，提出一种结构简单、制造方便的匀光技术，在激光器输出端通过一组正负透镜，将半导体激光器出射光斑较均匀的中心部分予以放大、聚焦，形成一个光强均匀的圆形光斑。结果表明，该研究为提高激光瞄准仪准直精度和稳定性以及对目标棱镜平移的适应性提供了有效方法。     

温度变化对激光雷达的影响

对于采用半导体激光器的线性调频连续波激光雷达,由于半导体激光器输出光功率的稳定性不太好,因此线性调频连续波激光雷达的探测一Iiiiii,然会收到影响。通过分析半导体激光器阈值电流与温度的关系以及温度对半导体激光器斜率效率的影响得到温度变化对半导体激光器输出信号会产生调制作用的结论。进而通过常温下的实验测试发现,对于线性调频连续波激光雷达,温度变化引起半导体激光器输出特性的变化在接收端会产生虚假目标,导致雷达的虚警概率增加。此影响可以通过增加发射功率或者提高接收端的检测门限来解决。     

炮口烟光电测试方法设计

针对炮口烟雾浓度测试的目的,设计了一种烟雾浓度光电测试方法;采用半导体激光器作为调制光源,APD作为光敏探测单元,结合锁相放大的方式得出光强与烟雾浓度的对应关系;设计了炮口烟箱结构及信号处理电路,通过理论分析及仿真验证了设计的正确性。     

环形激光陀螺数字抖动偏频技术研究

激光陀螺一般在外部采用模拟调幅方式进行抖动加噪,通过变压器实现功率驱动.变压器体积大,驱动电路复杂,文中设计了一种基于FPGA的脉宽调制(PWM)抖动偏频系统,能够在激光陀螺内部实现抖动驱动和随机噪声注入,解决了激光陀螺数字化必须解决的关键技术.仿真和实验证明该方案能够满足激光陀螺抖动偏频系统的要求.     

基于DSP2812的半导体激光器恒功率系统

针对样机陀螺仪中由于半导体激光器功率变化带来的寻北精度降低问题,设计一种基于位置敏感探测器控制的稳恒功率控制系统。其原理是：在阈值电流以上,激光器的输出功率具有与驱动电流呈正比的特性,设定基准电流,以测定电流与基准电流的差值作为反馈信号;在满足设计要求情况下,尽量减少元器件等硬件的使用,提高系统可靠性;软件设计上利用差值电流实现负反馈。通过软件与硬件结合的方式实现对激光器功率的稳恒控制。实验结果表明：与不增加功率稳恒电路相比,新的控制方式使激光器输出功率稳定度提高了50%,基本保持在4.65 mW;陀螺仪寻北精度提高大约70%,极大改善了陀螺仪的寻北性能。     

恒压驱动对激光阵列起爆系统性能的影响

为解决传统的多路激光起爆系统体积大、光能量损失的问题,设计了一种基于恒压驱动模式的激光阵列起爆电路。通过激光阵列同步实验、起爆性能实验验证了恒压驱动模式对整个起爆系统的影响,并对恒压驱动提出了改进措施。结果表明恒压驱动模式能够实现多路选择、时序逻辑起爆,采用均流法可减小多路激光同步输出的差异性。     

多波段激光检测光源模块设计

利用特定波长的激光信号模拟激光脉冲信息是评价激光装备接收性能的一种主要手段,为满足不同波长激光装备检测集成化的需求,设计了一种多波段激光检测光源模块。通过激光光源的选型,基于透反镜的共轴光路设计和光纤准直镜头的设计,实现了905、1064和1550 nm波长的多波段激光的共光轴匀化输出。为满足激光光源的窄脉冲驱动需求,选用超高速器件将脉冲上升沿转换成窄脉冲驱动信号,控制RC充放电电路进行功率放大,实现激光光源的窄脉冲发射。分别进行了光斑质量、波长、发射功率等参数的实验验证,结果表明多波段激光检测光源能够满足应用要求。     

单级感应线圈炮弹丸出口速度与效率影响研究

驱动线圈是同步感应线圈炮的主要组成部分,其结构对系统性能有着重要的影响。通过分析储能型单级感应线圈炮的工作原理和电路模型,利用 Ansoft有限元软件,分别建立了短距、中距、长距3种结构驱动线圈模型,计算了多种弹丸启动速度下的最佳触发位置及单级线圈效率。计算结果表明：3种结构驱动线圈最佳触发位置均随弹丸启动速度增加向线圈底部（炮尾）方向移动;短距线圈效率最低,随弹丸启动速度增加而降低;中距线圈效率最高,先随弹丸启动速度增加而增加,增加到一定值随后再降低;长距线圈效率居中,随弹丸启动速度增加而增加。     

基于C8051F020控制的液晶显示屏设计

DMF-50840点阵图形液晶显示由大屏幕LCD液晶显示器、SED1335控制器、CCFL背光逆变器和DC-DC显示驱动电源组成.基于C8051F020单片机控制的液晶显示屏SED1335控制器,解译MPU发来的指令代码,将参数置入相应寄存器内,并触发相应逻辑电路运行.软件设计采用配置C8051F020单片机为无块选择的分片模式8位驱动.     

自由空间光通信APT粗跟踪CCD相机的研制

在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪( APT)是通信过程中的重要环节。针对粗跟踪子系统的特点和要求,研制了光端机粗跟踪相机,从而实现对信标激光的捕获。该相机使用TC237B面阵CCD,可根据串口命令实时调节光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置等参数,采用高速Camera Link数字输出接口。还具有根据命令选择驱动方式的功能,开窗口模式下输出256×256像元时帧频可达到100 f/s,满足粗跟踪伺服带宽的要求。