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。     

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。     

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。     

伞形端头光源-光纤耦合器

大功率、高能量、窄脉冲激光与光纤之间的耦合对激光的应用有着重要的作用.但是,由于光纤端面具有一定的损伤阈值,利用透镜实现上述耦合是十分困难的.本文通过分析光纤端面的损伤机理,设计了一种伞形端头光源-光纤耦合器,实现了大功率(10MW),高能量(20mJ),窄脉冲(20ns),高频电光调Q Nd∶YAG激光与光纤之间的耦合,耦合效率达到80%以上.     

基于UCC27322的中功率半导体激光器驱动电路设计

根据脉冲式半导体激光器驱动电路的基本工作原理,采用专用芯片UCC27322构成了中功率半导体激光器驱动电路,并对该驱动电路进行了仿真和实验,结果表明该激光器驱动电路具有开关速度快和集成度高的特点,是一种性能较好的驱动电路。     

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.     

晶体管驱动的阶跃二极管大幅度窄脉冲源

目前纳秒级窄脉冲源的实现方法有很多,但很难用低电源产生大幅度窄脉冲,或是实现输出脉冲幅度大于其工作电压。提出了一种采用阶跃恢复二极管在双极型晶体管驱动下实现工作于低电压的大幅度纳秒级窄脉冲源的方法。该方法利用阶跃管的阶跃特性,同时利用晶体管的驱动,对阶跃管的激励源形式进行改进设计,实现大幅度窄脉冲。仿真和测试结果表明:该电路具有输出脉冲幅度不小于工作电压的特点,并具有电路简单、脉宽可调、易于集成等优点,适用于超宽带通信系统中窄脉冲信号的产生。     

基于Hopkinson杆的窄脉冲校准系统

针对目前动态校准装置难以安全产生窄脉冲激励信号的问题,基于Hopkinson压杆技术,以压缩空气作为激励源,采用子弹撞击杆的方式,提出了一种可以产生6~10μs窄脉冲校准系统。该系统选用600 mm×10 mm的钛合金Hopkinson杆,使用应变片和轴向激光干涉仪同时测量获取窄脉冲信号。利用该系统进行了动态校准实验,实验结果表明,该系统产生的窄脉冲可充分激励起8309的谐振频率,通过幅频特性曲线得其工作频带。     

冲激引信超窄脉冲源的研究

主要对冲激引信中的超窄脉冲源在以下几方面进行详细讨论：冲激脉冲源的核心器件(阶跃恢复二极管)特性，等效电路、冲激脉冲源电路组成与原理，以及一种冲激脉冲源的工程实现；另外，对微分脉冲源原理也进行了简要介绍。超窄脉冲源的研究成果为冲激引信原理性试验提供了基础，也为目标冲激响应特征的测试提供了手段。     

微波功率双栅FET脉冲发射源

利用微波功率双栅场效应晶体管研制的介质腔稳频振荡器和脉冲调制发射源,在GHz,达到2MHz 的高重复频率、50～100ns 的窄脉冲宽度和100～200mw 的脉冲功率。高频率稳定度的脉冲发射源将为脉冲射频系统提供性能优良的新部件。     

一种小型脉冲激光器能量和重复频率测量电路

针对传统激光功率计无法实时检测的缺点,设计一种基于PIN光电二极管的小型激光脉冲能量和频率实时检测电路。在激光器输出窗口前端设置光学玻璃对激光输出进行透射和散射,利用PIN光电二极管探测激光散射信号并完成光电转换。微弱电信号经后续信号调理电路处理以外部中断方式触发单片机计时、计数,单片机同时采集调理电路的输出电压。系统最终实现了激光脉冲频率及能量的检测。测试结果表明:该系统的频率测量精度优于0.02%,能量测量精度优于1%,灵敏度优于0.8 V/mW,响应时间不大于3 ns。     

半导体激光器近场光束整形设计初步研究

半导体激光器作为主动光源广泛应用于激光引信。阵列激光二极管光束的高效准直整形是传统光学技术的难题。本文介绍一种折/衍混合准直微光学阵列系统的设计方法,并结合激光引信所用半导体激光器的光束整形做了初步的理论计算,就其实现可能性进行了讨论。     

阶跃恢复二极管参数对窄脉冲波形的影响研究

阶跃恢复二极管是超宽带引信产生窄脉冲信号的核心器件,阶跃恢复二极管参数影响窄脉冲信号的幅度和宽度。依据半导体器件理论和阶跃恢复二极管不同的工作状态,建立阶跃恢复二极管模型,分析阶跃恢复二极管参数对二极管正偏导纳和反偏势垒电容的影响。根据窄脉冲产生等效电路,采用电路暂态分析方法求解窄脉冲幅度和窄脉冲宽度,仿真研究阶跃恢复二极管少数载流子寿命、反向饱和电流、零偏结电容和掺杂分布系数与窄脉冲幅度和窄脉冲宽度关系。仿真结果表明,改变阶跃恢复二极管参数可以调节窄脉冲幅度和窄脉冲宽度,通过产生的窄脉冲与仿真结果对比分析,验证了仿真结果的正确性。     

应用半导体激光器的尺寸测量系统研究

利用光学原理推导了位置尺寸与光学系统参数之间的关系和位置敏感器件ＰＳＤ与光轴夹角之关系。在此基础上，提出了一种半导体激光器作光源，ＰＳＤ作光电拉收器的尺寸测量系统，并通过实验对其精度进行了验证。     

采用SG3525A 和AT89C51 的直流高压脉冲电源电路设计

为解决传统电警棍电源参数无法调节的问题,采用PWM 调制器SG3525A 和单片机AT89C51 进行45 kV 高压脉冲电源电路设计。根据电源电路整体结构及工作原理,利用SG3525A 输出PWM 信号控制MOSFET 管的导 通和截止,经过高频变压器隔离升压和整流滤波后得到45 kV 高压脉冲,通过AT89C51 控制SG3525A 的开启和关 断。应用结果表明：该电源电路能够实现电压频率和占空比可调,可提供16 种放电时长模式。     

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.     

一种用于人体脉搏的信号采集系统

根据人体脉搏信号特征,提出了一种脉搏采集方案。该方案的系统总体结构由PVDP型脉搏传感器及其信号放大电路、AD574转换芯片和接口,以及脉搏信号数字处理计算机等构成。并介绍了PVDP传感器结构及其电源电路、AD574芯片特性和增强型并口协议（EPP）。讨论了脉搏数字处理时,为消除噪声干扰所采用的移动平均滤波器和为消除随机干扰所采用的LMS自适应滤波器的软件实施过程和处理效果。