10ns～500ns宽度连续可调的快速光脉冲发生器

脉宽可调的脉冲发生器常用于精密检测。本文阐述了一种运用叠加原理设计的脉冲宽度从10ns到500ns连续可调的快速光脉冲发生器。在驱动电路中应用了脉冲叠加原理。     

英国发明输油管水下检测系统

英国政府资助的一个协作组发明了一种经济耐用的激光系统,能对输油管进行水下检测。该系统使用1.2W脉冲固态二极管抽运Nd:YVO4激光器。抽运光源为耦合光纤二极管激光器。调Q系统使用电光偏转装置。该装置引起横向电场发生线性变化,对电极加上约900V电压时引起折射率改变,导致激光束转向。偏转与温度无关,不需要起偏器。激光脉宽小于1.4ns,峰值功率约1.4kW,重复率达20kHz,波长1.06μm。脉冲计时起伏小于0.5ns。脉冲单向穿过KTP晶体后被倍频,转换率为42%,然后从被检测物反射形成快速感光的高分辨率图像。窄激光束扫过目标时,对目标的快速…     

时空变换脉冲整形系统中实现光束复原的一种新方法

提出了时空变换脉冲整形系统中光束复原的一种新方法：用单模光纤代替通常时空变换法中的第二个电光偏转器。当改变调制狭缝的宽度时，获得了脉宽在740ps～4．5ns连续变化的整形脉冲，而且输出光束质量好。此方法降低了对关键元件电光偏转器的要求，提高了可靠性，简化了系统。     

高重频激光地面足印探测器峰检电路的设计

设计了一款两级峰值检测电路,实现对上升沿为3 ns、脉宽为5 ns、下降沿为3 ns、重频为10 kHz的脉冲信号的峰值检测与保持,利用STM32单片机的模数转换器完成电压信号采集。给出以APD为光电探测器件的地面探测器系统的基本结构框图,利用探测器系统中的放大电路模块使接收激光脉冲宽度从1 ns展宽至5 ns,搭配峰值检测电路模块实现窄脉宽、高重频激光信号的检测与数据记录。利用信号源完成峰值检测电路部分的功能测试,使用重频为1 kHz、脉宽约为1 ns的激光器完成探测器系统整体的功能测试,实验证明此系统可以较好地检测并记录该激光信号的峰值。     

用快速电光偏转器对激光脉冲削波

介绍了用快速电光偏转器实现激光脉冲剂波的原理．用该方法可以轻易获得很大范围以内所需任意宽度的激光脉冲．理论上讨论了激光焦斑、调制小孔大小、扫描速度和激光脉冲宽度的关系；并在实验上用φ０．３６的小孔从２０ｎｓ的调Ｑ激光脉冲削波，获得了前沿１４０ｐｓ．脉冲宽度为２８０ｐｓ的窄脉冲。     

一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计

针对半导体激光器中纳秒级脉宽的驱动电路脉冲宽度范围小、无法调节的问题,提出一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计方案.根据现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术和半导体激光的工作原理,搭建了半导体激光驱动电路的一般模型,并进行了仿真与实验分析.以FPGA开发板为控制核心,使用高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动芯片DE375作为开关,实现驱动电源及半导体激光器的精密控制.该电路输出的脉冲电流幅值可达40A,脉冲宽度为5～200 ns,重复频率为0～50 kHz,上升沿宽度小于5 ns,有效增强了半导体激光器驱动电路的功能.     

1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出

为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出。讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出。在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出。结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段。     

1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出

为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出.讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出.在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出.结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段.     

电子束泵浦XeCl准分子激光器输出特性

为了确保窄脉宽XeCl准分子激光系统获得高峰值功率紫外激光脉冲,实验研究了紧凑型四向电子束泵浦XeCl准分子激光器的输出特性。通过调节激光腔室气体介质的总气压和气体摩尔比、激光器的充电电压、二极管阳极钛箔厚度等参数,发现了激光能量随以上条件的变化规律,分析得到了激光器运行的最佳条件。在最佳条件下XeCl准分子激光器的脉冲能量大于100 J、脉宽约200 ns,电光效率约为5.81。另外,通过改变激光器内部Marx发生器的开关气压,研究了紧凑型电子束泵浦XeCl准分子激光器输出激光脉冲的延迟抖动特性,发现激光脉冲的延迟抖动可优于20 ns。研究结果表明:紧凑型电子束泵浦XeCl准分子激光器可实现脉冲抖动小于20 ns、103 J的高能紫外激光输出,可满足窄脉宽XeCl准分子激光系统运行的需要。     

一种新型脉宽编码激光器的理论研究

针对传统的激光脉冲编码激光器通常采用脉冲重复频率编码易受干扰的技术现状,提出了采用脉宽可调激光器进行激光脉冲宽度编码的新构想。并由此进一步提出了一种采用快速电光削波技术的脉宽可调激光器作为脉宽编码激光器的实现方案,这种脉宽编码激光器由种子激光源,电光削波组件及激光放大器组成,用可编程控制器控制延迟电路来改变普克尔盒电极上的电脉冲宽度,最终实现输出激光脉冲的脉宽可调。完成了这种脉宽编码激光器及其实验系统的理论设计。初步的分析结果证实了该方案的可行性。     

无热电恒温的小型重频二极管抽运板条激光器

为了研制一种能在-40℃～+65℃环境下适用于机载吊舱的小型风冷重频二极管抽运Nd∶YAG板条激光器,克服采用热电恒温二极管抽运源的一系列问题,采用了无热电恒温二极管抽运源的方法,并进行了实验验证。结果表明,该激光器能在-40℃～+65℃环境下,以20Hz～30Hz脉冲重复频率稳定可靠的工作,激光输出能量100mJ～150mJ,激光脉宽6ns～7ns,激光束散角经4倍天线扩束后约1mrad。该激光器能适用于多种机载或车载激光测距/指示仪。     

利用雪崩管驱动电光偏转器实现稳定纳秒激光脉冲输出

利用雪崩管堆驱动LiNbO3电光偏转器对激光脉冲进行快速偏转．实现幅度稳定的纳秒整形激光脉冲；激光脉冲振幅不稳定度从振荡器输出的单纵模调Q激光脉冲的10％(RMS)降低到4％(RMS)，大大改进了纳秒量级整形激光脉冲幅度稳定性。     

905nm InGaAs脉冲激光二极管驱动电流特性分析与测试

为了实现高功率905nm InGaAs脉冲激光二极管激光脉冲宽度和峰值功率可调,采用现场可编辑门阵列产生触发脉冲、集成模块EL7104C作为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动、以MOSFET为核心开关器件控制高压模块和储能电容之间充放电的方法,设计了脉冲激光二极管驱动电路,对驱动电流特性进行了理论分析和实验验证,取得了不同电容和高压条件下的电流脉宽和峰值数据,分析了具体变化关系,并以此进行了光谱和功率-电流特性测试。结果表明,影响驱动电流脉宽和峰值电流的关键因素是电容大小和充电高压,脉冲激光二极管驱动电流峰值在0A~40A、脉宽20ns~100ns时可控调节,脉冲激光二极管最大峰值功率输出可达40W,实现了脉冲式半导体激光器输出功率和脉冲宽度的可控调节。该设计与分析对近红外高功率脉冲激光器的可控驱动设计具有一定的实用参考意义。     

高能量MOPA脉宽可调激光器

利用MOPA激光种子源,结合氙灯泵浦行波放大方法研制了高能量脉宽可调1 064 nm波段激光器。激光器采用电调制脉宽方式控制MOPA光纤激光器脉冲信号的输出,在保证高光束质量的前提下,实现了脉宽8.6~220.9 ns可调的1 064 nm种子激光输出。选用双通放大级设计,利用氙灯泵浦Nd:YAG晶体实现五级行波放大,分析讨论了抑制自激振荡方法和行波放大过程中脉宽变窄的原因。当氙灯注入能量为60 J,重复频率10 Hz时,实现了脉宽调范围为4.2~173.3 ns的稳定1 064 nm激光输出,单脉冲能量最高可达158 mJ。     

HEMP 传导型防护模块测试系统的设计与实现

依据GJB 3622-1999 标准,针对高空核电磁脉冲(HEMP)传导型防护模块的测试需求,设计了一套线-地脉冲电流耦合注入测试系统,完成了高空核电磁脉冲的产生、测量系统的搭建和射频EMP 保护器的测试。该系统脉冲上升沿tr ≤10 ns,脉冲半宽度500 ns≤ thw ≤550 ns,设计指标完全符合GJB 3622-1999 标准的要求。为测试方便,设计脉冲发生器中的高压源在0 ~50 kV 范围内人工调节,并实现了油绝缘火花隙开关遥控放电。测试系统采用电流探头(罗氏线圈)、电压探头、数字存储示波器等设备进行电流和电压的采集,利用所测数据计算出被测防护模块的电流抑制比(SEI),从而完成对传导型防护模块的性能测试以及毁伤阈值测试。本测试系统性能稳定,可靠性高,测试数据准确可靠,目前已经在工程实践中得到了广泛应用,取得了很好的效果。     

MOS器件的超短脉冲激光辐照效应

电荷耦合器件(CCD)的高敏感性使其易受到激光脉冲的干扰甚至损伤.在理论分析了影响MOS结构光生电荷量因素的基础上,数值仿真了MOS器件的光生电荷量以及响应电压和电流随激光脉宽和平均功率变化的关系;实验研究了CCD对不同参数激光脉冲的光电响应特性.数值仿真表明,MOS器件的光生电荷量以及峰值响应电压和电流随激光脉冲的平均功率和脉宽的增大而增大,并且响应电压和电流有拖尾现象.实验结果显示,脉冲越短,CCD的响应阈值越低.研究结论对超短脉冲激光在光电成像方面的应用具有一定的意义.     

基于Marx发生器的快速Q开关驱动电路设计

针对电光Q开关要求速度快的特点,提出基于Marx发生器的高压快速调Q驱动电路的设计方法。利用高压模块产生一级高压为并联电容充电,采用变压器隔离驱动8路MOS管。当触发信号引入时,功率MOS管导通使电容串联同时放电,从而电压倍增获得快速的高压脉冲。实验结果表明:通过该方法获得了上升沿12 ns,幅值3 000~4 000 V数字可调的高压脉冲波形。相比于传统脉冲变压器法的波形,上升时间减小了近35 ns。此调Q电路已应用于激光二极管（LD）泵浦的固体Nd:YAG激光器中,且长期稳定工作。     

衍射输出相对论磁控管的高重频短脉冲运行实验研究

本文报道了近期衍射输出相对论磁控管在低电压、短脉冲、高重复频率条件下的初步实验研究结果。当外加电 压约180kV,磁场约0.12T 时,输出微波功率最高可达120MW,微波频率2.3GHz,功率效率22%。在半高宽约7ns,平 顶约2.5ns 的电脉冲条件下,输出微波底宽3ns,半高宽1.5ns。当器件以50Hz 和100Hz 高重复频率运行时,输出微波幅 值稳定性受电脉冲波动和通电螺线管内的电流波动影响较大,微波功率波动范围90MW 至120MW。以脉冲串的形式、 长时间高重频运行20000 炮次后,器件内部无明显的烧蚀出现。     

冷阴极闸流管激光脉冲削波器

本文报导由冷阴极闸流管产生高压脉冲的激光脉冲削波器。采用光电信号悬浮输入的雪崩管触发电路和脉冲预燃工作方式,成功地实现了对调Q激光脉冲的削波,获得前沿为1.8毫微秒、宽度可变的光脉冲。     

脉宽可控的腔倒空射频波导CO2激光器

为了得到脉宽可控的腔倒空射频波导CO2激光器,采用了在陶瓷板上直接开波导槽的方法,构成了多通道Z折叠主本振激光器结构,并在主振波导进行CdTe电光晶体腔内调Q。在理论上计算了加载在CdTe上的高压脉冲下降时间的长短对腔倒空激光脉冲宽度的影响,并通过对高压脉冲电源等效负载参数的调整,得到了脉冲宽度可控的高重频腔倒空激光脉冲。在20kHz,40kHz,65kHz及70kHz的重频工作下,得到了半峰全宽约30ns、峰值功率在2kW以上的腔倒空激光脉冲。结果表明,这种新型腔倒空射频波导CO2激光器满足激光外差成像雷达系统参数要求。