半导体激光器恒功率控制技术

利用半导体激光器工作原理设计一种恒功率控制电路，并结合半导体激光器的结构特点和温度特性，深入讨论了恒功率控制技术，给出了其测试结果。     

引信激光装定用脉冲半导体激光器电源设计

在引信激光装定系统中，针对引信装定信息时脉冲半导体激光器，电源激光频率可调（PFM）、功率可调（PPM）的要求，结合半导体激光器的工作特性，设计一种以单片机（MCU）为控制芯片，以晶体三极管与场效应管为窄脉冲驱动电路的大功率半导体激光器电源。同时为电源驱动电路设计了DC-DC变换器。其中，激光频率设置为连续可调，激光器的驱动电流6～30A连续可调。该电源已应用于引信激光装定系统中，通过仿真与实验验证，该激光器电源工作正常、性能稳定。     

基于参数辨识的半导体激光器温度自动控制

以保证半导体激光器的安全稳定运行为目标,提出基于参数辨识的半导体激光器温度自动控制方法。通过分析温度对半导体激光器的影响及温度控制原理,设计半导体激光器温度控制系统,在该系统支持下利用半导体激光器温度控制数学模型描述其一阶纯滞后性,根据半导体激光器的热传递性获取半导体激光器的离散运行数据,建立半导体激光器参数辨识模型,确定其最佳预估量,并将其输入到 PID 中,利用遗传算法对 PID 参数进行实时调节,以满足半导体激光器温度变化量对 PID 参数的自整定需求,实现半导体激光器温度自动控制的目标。实验结果表明,该方法可实现半导体激光器温度的快速控制,能够快速达到预期温度,温度波动范围在 0.02 ℃ 以内,温度控制后的半导体激光器发光光谱波形平稳,能够保证半导体激光器的安全稳定运行。     

新光源半导体激光器

通过对氦氖激光器和半导体激光器的性能比较,把以往用氦氖激光器做光源的部分物理实验改用新光源半导体激光器来实验。     

成像标定法测量半导体激光器慢轴远场分布

利用远场成像及标定对比方法,建立了半导体激光器慢轴远场分布的CCD测量系统。介绍了测量的原理和测量系统的组成,并给出了半导体激光器慢轴远场分布的测量结果。实验结果表明,该方法实时性好,测量快速、准确,人为误差因素少,适合仪器化。     

纳米精度干涉测量中半导体激光器的光频调制方法

根据半导体激光器光注入调制理论和实验,基于不同光注入条件下的频率调制特性,提出了三种半导体激光器光频调制的具体方案。通过使用给出的光强反馈及电路控制方法,能使半导体激光器在其光频受调制期间,其输出光强的变化的范围大幅度减小。这些半导体激光器光频调制的方法用于干涉测量系统中,能极大地减小光强波动对测量精度的影响,可实现纳米级的高精度激光干涉测量。     

半导体激光隧道放样的方法

提出了一种利用半导体激光器实现隧道激光扫描放样的方法，该方法满足了放样仪器需轻巧、便于携带的要求。理论分析和实验结果都证明这一放样方法是可行的。     

半导体激光器列阵的smile效应与封装技术

为了减小半导体激光器列阵在封装过程中引入热应力而产生的smile效应,提高半导体激光器列阵光束质量,利用对半导体激光器列阵发光点成像放大的方法,准确测量了半导体激光器列阵的smile效应,测量误差为±0.1μm。由于smile效应的准确测量能客观地比较减小smile效应的各种技术与方法,本文根据分析测量结果,提出了通过优化封装半导体激光器列阵焊接回流曲线的方法,使smile效应值控制在±0.5μm内。该方法减小了半导体激光器列阵的smile效应值,提高了激光器列阵光束质量,为下一步研制小芯径、高光束质量半导体激光器列阵光纤耦合模块提供了基础条件。     

脉冲-相位式激光测距仪的研究

本文介绍了应用砷化镓半导体激光器研制的脉冲-相位式激光测距仪的设计原理和特点．并对实验结果进行了科学的分析。     

准连续输出大功率半导体激光器的结温测试

基于大功率半导体激光器的热传导模型提出了一种测量准连续输出大功率半导体激光器结温的方法.实验通过测量980 nm大功率半导体激光器在不同电脉冲宽度(5～200μs)下的时域光谱和输出特性dλ/dT＝0.3 nm/℃来确定它的结温;同时,根据热传导模型推导出准连续工作条件下结温的近似解析表达式来验证测量得到激光器的结温....     

高功率半导体激光器列阵封装引入应变的测量

考虑高功率半导体激光器列阵在封装过程中引入的封装应变会影响激光器的功率、波长和可靠性,对激光器封装应变的测量进行了研究。基于激光器输出光的偏振度变化可反映激光器有源区中量子阱的带隙变化,采用电致发光谱法推导了高功率半导体激光器输出的偏振度值与有源区应变值的关系。对800nmGaAsP/GaInP高功率半导体激光器列阵有源区的应变进行了测量,测量结果与有限元模拟计算结果吻合较好。与理论计算出的有源区固有应变的对比结果显示,激光器芯片在封装过程中受到铜热沉的压缩,会将封装应变引入到有源区中,并且激光器中间的封装应变大于边缘的封装应变。另外,激光器有源区的应变起伏比较明显,认为这是由于采用电镀方法制备的铟焊接层中存在缺陷。测量得到的最大封装应变为1.370×10-3,缺陷密度为40.8%。得到的结果表明,激光器偏振度的测量能够正确反映激光器的缺陷和封装应变值,进而可以有效衡量激光器封装质量的好坏。     

Highly accurate and quick bonding of a laser-diode chip onto a planar lightwave circuit

A method for accurately and quickly bonding a planar lightwaveguide circuit (PLC) and a laser diode is proposed. It is based on simultaneous auto-focusing on marks fabricated on the PLC and laser diode. Bonding equipment constructed to implement the method achieves alignment accuracy of ± 1 μm and greatly reduces the turn-around-time, i.e., the time from when the laser diode is picked up by the tweezers to completion of the bonding process.     

Simultaneous measurement on gas concentration and particle mass concentration by tunable diode laser

The method of simultaneous measurement on gas concentration and particle mass concentration by tunable diode laser absorption spectroscopy is developed. The method is validated using a 1.58 μm diode laser with wavelength modulation spectroscopy. The experimental environment of particulated gas flow is imitated by adding uniform-sized quart sands into CO₂ gas. Calibrated second harmonic signals are proved to be independent of particle effects but only depend on gas concentration, and particle mass concentration can be calculated from the attenuation of laser power. This technique would be helpful to improve the quality and applicability of tunable diode laser absorption spectroscopy in emission monitoring.     

A Simple Driver for Dynamic Or Static Operation of a Laser Diode Intracavity Spectrophotometer

ABSTRACT

Modulated operation of the recently described method of laser diode intracavity absorption spectrometry is discussed. A simple driver circuit which can be used for cw or modulated operation of laser diodes is described. Development of a modulated near infrared laser diode intracavity spectrophotometer for absorption measurements is also provided. This modulated operation mode was compared to cw mode as to sensitivity, noise, ease of operation and detection limit. This modulated driver was implemented using an inexpensive 3 mW 750 nm laser diode and an IR3C02A driver circuit. Advantages of modulated laser diodes in spectroscopic applications are also presented.     

半导体激光阵列合束技术的研究

综述了几种典型的半导体激光阵列合束方法,介绍了近年来半导体激光光束合成的最新进展,分析了各种合成方法的技术特点,总结了半导体激光阵列合束技术的发展趋势.研究发现光谱合束技术的输出光束光强分布不随阵列单元数而变化,且在远场和近场均能保持较好的叠加,大大提高了远场光束的亮度,有望成为未来半导体激光光束合成的重要发展方向.     

半导体激光阵列光束整形技术研究进展

光束整形作为提高半导体激光阵列光束质量的有效手段,近年来得到了人们越来越多的关注。综述了几种典型的半导体激光阵列整形技术,详细介绍了近年来半导体激光光束整形的最新进展,分析了各种整形方法的技术特点,总结了半导体激光阵列整形技术的发展趋势。     

Application of a diffraction grating and position sensitive detectors to the measurement of error motion and angular indexing of an indexing table

In this paper, two systems for the measurement of the error motion and angular indexing of a rotary indexing table have been developed. A laser diode, a laser holder and a position sensitive detector (PSD) are integrated as a simple measuring device for the measurement of the rotary error without using a precision reference artifact (a cylinder or a sphere), multiple probes or error separation methods. The laser diode is assembled in the laser holder and fixed on the rotary table. The PSD is set up above the laser holder to detect the position of an incident laser beam from the laser diode. When the rotary table rotates, the rotary error changes the direction of the incident beam and also the position of the spot on the PSD. For the measurement of the angular indexing, a reflective diffraction grating and two PSDs are integrated as a high-resolution angle measuring device without using an autocollimator or a laser interferometer system. The diffraction grating is set at the center of the rotary table and reflects an incident laser beam into several diffractive rays. Two PSDs were set up for detecting the positions of ±1st-order diffraction rays. A simple algebraic method is used to solve the angular indexing through an optical analysis. The experimental results showed the feasibility of the proposed test devices.     

低噪声半导体激光器驱动电源的研制

根据半导体激光器的工作特性,研制了一台低噪声、高稳定度半导体激光器的驱动电流源。该电流源特点具有慢启动电路和过流保护电路,提高了半导体激光器抗冲击能力和工作稳定性。     

基于半导体激光器的乙炔气体光声光谱检测及其定量分析

油中溶解乙炔是变压器等油浸式电气设备早期放电性故障的重要特征气体。基于半导体激光器的光声光谱传感技术具有灵敏度高,选择性好等优点,能很好地应用于微弱气体检测中。论文构建了基于分布反馈半导体激光器光声光谱检测装置,并分析了光声池的特性参数;实验研究了光声信号与激光功率、乙炔气体浓度之间的关系;并借助激光器的波长调制特性,研究了乙炔分子在近红外区第一泛音带1.5μm附近的光声光谱;提出了一种基于最小二乘回归的光声光谱定量分析方法。理论和实验结果为乙炔的光声光谱在线检测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。