半导体激光器线宽展宽因数的估计方法

描述了一种利用光反馈自混合效应估计半导体激光器的线宽展宽因数α和光反馈水平因子C的方法,该方法采用一个弱光反馈机制下的自混合效应模型去最佳拟合所观测的自混合信号数据,拟合算法基于非线性最小二乘法。针对不同的情况,做了大量计算机仿真。给出了仿真结果,结果表明该算法参数估计精度较高,不受参数初值选取的影响,且抗噪性能较好。     

适度光反馈机制下线宽展宽因数的自动测量

介绍了光反馈自混合干涉(OFSMI)法测量半导体激光器线宽展宽因数(LEF)的基本原理。针对不同参数条件,分析了该测量方法的理论误差,找出了最佳测量条件和最佳测量条纹位置。并根据光反馈自混合干涉信号特点,设计了一个自动测量算法。该算法可以自动识别提取一个振动周期内的光反馈自混合干涉信号所有特征值,采用最佳测量条纹位置所对应的特征值,就可以精确得到线宽展宽因数。仿真数据验证了自动测量算法的正确性。实验结果表明,自动测量算法在实际数据处理时测量参数的精确度较好,当自混合信号的峰-峰值为1.75 V时,线宽展宽因数的相对标准差只有3.26%。     

激光自混合干涉位移测量系统的稳态解

近年来,关于激光自混合效应及其应用有很多报道,我们已对弱光反馈水平下和较高反馈水平下自混合效应作了研究,并研究了利用该效应进行位移测量的技术.本文则针对激光自混合干涉位移测量系统的稳态解,进行分析,从理论上确定系统稳态运行条件. 本文通过求解所建立的激光自混合干涉位移测量系统模型的相位方程,确定其单值解和多值解时边界条件,经稳态模分析,确定系统稳态运行的参数选择规则.该结论提供了系统设计准则.(OE26)     

强激光辐照PC型探测器的动态响应

基于载流子输运和强激光辐照会产生热效应造成探测器的温升,建立了描述光导(PC)型半导体探测器对激光辐照动态响应的动力学模型及非线性耦合方程组。通过进行数值模拟计算,得到了激光辐照PC型半导体探测器的动态响应情况,数值模拟结果与实验结果相吻合。该模型能适用于任何强度的激光辐照,弱激光辐照时结果与传统模型一致,强激光辐照时能描述探测器的信号饱和效应。     

半导体激光器阵列的“Smile”效应对光束质量的影响

建立"Smile"效应条件下半导体激光阵列近、远场模型,将光纤近场扫描法与高斯光束传输理论相结合,从理论和实验上证明了"Smile"效应值的大小与分布形态共同决定半导体激光器阵列快轴方向实际输出光束质量,获得了不同"Smile"效应条件下半导体激光阵列快轴方向光束参数积Kf值。     

掺有某些半导体化合物玻璃的非线性吸收效应

六十年代初,国际上开始了某些半导体材料非线性吸收效应的研究,他们在实验中相继发现CdSe、CdS、InSb、Ge、GaAs、ZnTe等半导体化合物单晶在不同波长的激光作用下都出现非线性吸收效应.同时还发现将上述某些半导体化合物如CdS、CdSe掺入玻璃基质中,制成具有一定本征吸收限的颜色玻璃,在相应波长的激光作用下也具有非线性吸收效应.     

半导体激光器自混合干涉理论与研究现状

综述了近年来半导体激光器自混合干涉的最新理论与应用进展,对Lang和Kobayashi建立的速率方程理论和法一珀腔模型理论进行了分析,得到完全相同的激光自混合干涉的一般模型,并归纳总结了激光输出强度波形的影响因素．最后将其与传统的相干检测进行了比较．     

LD泵浦单模绿光激光器自混合干涉效应的研究

从自混合干涉效应的等效F-P腔模型出发，研究了LD泵浦的单模绿光激光器的自混合干涉效应，建立了一般模型。该模型适用于强反馈以及多重光反馈下的自混合干涉效应和弱光反馈水平的情况，也可以转化到其它文献所报道的模型。实验结果表明，该绿光激光器的位移测量精度比半导体激光器的测量精度提高了100nm以上。     

边发射半导体激光器自混合测速仪研究

采用边发射半导体激光器作为激光自混合速度测量系统的激光光源,针对不同表面类型、采样时间、注入电流、信号处理系统对自混合测速结果的影响进行实验研究和讨论分析。结果表明不同反馈表明和采样时间（0.1S,1S）均能满足高精度测速要求。同时,实验中采用合适的激光工作电流（激光器阈值电流1.1倍以上）并结合零点控制技术能够获得信噪比更大激光自混合测速信号。这些结论对深入分析自混合信号的产生机理以及半导体激光自混合测量系统的优化具有参考意义。     

DFB激光器静态特性的模拟分析

本文提出一个新的对分布反馈（ＤＢＦ）半导体激光器进行数值分析的模型,并对ＤＦＢ激光器在阈值以上时的稳定性进行了分析,该模型考虑了空间烧孔效应和非线性增益效应,提出用向量法解决ＤＦＢ激光器矩阵模型的数值方法,与牛顿－拉斐森（ＮＲ）法相比,向量法避免了复杂的自洽运算,节省了运算时间。文章还分析了非激光射模型存在时ＤＦＢ的单模稳定性问题。本文提出的数值模型适用于各种结构的ＤＦＢ激光器的特性分析。     

弱光反馈水平下光回馈传感器的模拟行为模型

反射或散射光光强的变化及系统的非线性都将导致干涉模型的变化,从而造成干涉信号波形的变化。这些变化将增加测量过程中数据处理的复杂性。本文基于Cadence公司的orcad10.5提出一种模拟行为模型来描述弱光反馈水平下光回馈自混合干涉现象,该方法减化了光回馈自混合干涉现象中非线性方程的求解过程。不仅建立了弱光反馈水平下光回馈传感器的模拟行为模型,搭建了软硬件结合的平台,同时也提供了一种对目标位移、速度、距离等进行测量的新的数据处理方法。     

Micro-vibration parameters fast demodulation algorithm and experiment of self-mixing interference

Self-mixing interference （SMI） technique can be used for measuring vibration, displacement, velocity and absolute distance. In this paper, a simple demodulation algorithm for fast measuring frequency and amplitude of a simple harmonic vibration target is proposed based on the basic theoretical model of self-mixing interference effects. The simulative results show that the error between the vibration parameters which are demodulated by this algorithm and initial settings merely results from the sample rate. Further, the experimental system of self-mixing vibration measurement is built. The experimental results have a good agreement with simulation analyses. The maximum error of frequency demodulation is less than 1 Hz in our experiment.     

Real-time human blood pressure measurement based on laser self-mixing interferometry with extreme learning machine

In this paper, we present a method based on self-mixing interferometry combing extreme learning machine for real-time human blood pressure measurement. A signal processing method based on wavelet transform is applied to extract reversion point in the self-mixing interference signal, thus the pulse wave profile is successfully reconstructed. Considering the blood pressure values are intrinsically related to characteristic parameters of the pulse wave, 80 samples from the MIMIC-II database are used to train the extreme learning machine blood pressure model. In the experiment, 15 measured samples of pulse wave signal are used as the prediction sets. The results show that the errors of systolic and diastolic blood pressure are both within 5 mmHg compared with that by the Coriolis method.     

小波阈值法在光干涉信号除噪中的应用

通过对传统数字滤波和Birge-Massart小渡阈值法的比较,对光反馈自混合干涉信号进行了去噪研究.构建了光反馈自混合干涉理论模型,通过对其仿真波形和实测波形的处理,比较了加权平滑滤波、有限长单位冲激响应滤波器和小波阀值法的去噪效果,结果表明,小波阑值去噪方法明显优于另外两种传统的滤波方法,具有更好的去噪效果.     

环形掺铒光纤激光器自混合散斑及动态目标距离测量

研究了一种基于环形腔的光纤激光器自混合散斑动态目标距离测量方法。提出环形掺铒光纤激光器自混合散斑效应的实验模型,对环形光纤激光器内自混合散斑信号的产生进行了理论分析,并通过实验得到了动态自混合散斑信号。应用动态散斑信号的频谱能量密度分析,得到垂直扫描光束探测距离与频谱能量密度的线性关系。研究结果表明,应用光纤激光器和自混合散斑效应,可以对动态目标的距离进行高精度测量。     

半导体激光自混合干涉的弱光反馈模型

文章针对弱光反馈情形，对基于光反馈效应的激光自混合干涉模型进行了探讨。采用双空模型，从增益阈值和振荡效率方面给出了理论模型。该模型很了地解释了激光自混合干涉现象。最后分析了一实用光纤自一干涉系统的数学模型。     

基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量研究

纳米位移测量技术是实现高精度纳米制造的基础。激光自混合干涉为精密纳米位移测量提供了一种结构简便、成本低廉,同时测量精度可达纳米量级的精密位移测量方法。区别于传统基于反射镜或散射面为反馈元件的激光自混合干涉测量方案,研究了一种基于平面反射式全息光栅的激光自混合纳米位移测量方法,该方法的位移测量结果以光栅的周期为基准。实验测得了在弱反馈强度条件下的光栅自混合干涉信号,通过阈值设定的方法确定位移方向的反转点,结合反余弦的相位解包裹算法处理光栅自混合信号,获得了对应的位移测量值。最终采用商用激光干涉仪与自组装的光栅自混合干涉仪进行位移测量数据的比对测量,实验结果表明,经过线性修正后,其位移误差不超过0.241%。     

非准直外腔He-Ne激光自混合干涉

从三镜法布里-珀罗(F-P)腔出发,建立了非准直外腔三重回馈白混合干涉的理论模型,并进行了数值模拟和实验验证.分析了3种情况下影响自混合干涉光强调谐特性的因素:1)准直外腔二,三重回馈;2)非准直外腔二,三重回馈;3)外腔加入λ/4波片时的回馈.实验结果与理论分析相吻合.研究表明,该自混合干涉系统的分辨率达到λ/6;自混合干涉输出信号与腔反射镜的反射率、外腔的准直性以及腔内置入镜片有关;外腔中加入λ/4波片时的自混合干涉信号与非准直外腔自混合干涉信号类似;二,三重回馈自混合干涉信号携带了反射体位移方向信息,因而更易实现位移方向判断.     

基于激光自混合干涉能判别转向的角度测量方法

针对现有激光自混合干涉(SMI)角度测量方法无法判别角度旋转方向的缺陷,提出一种基于SMI和表面等离子体共振(SPR)的、能判别旋转方向的角度测量方法.通过判断出射激光束的平均光强变化,确定被测物体旋转的方向;通过预先标定好的激光SMI输出光强和旋转角度间的对应关系,实现对被测物体旋转角度的测量.搭建了旋转平台微小旋转...