光纤有线电视技术入门30问(13)

问16:什么是半导体激光器的直接调制?前一章讲过,可以将信号电流叠加到激光器的偏置电流上进行调制,这种方法称为直接调制,由于它是要使光的强度发生变化,所以也称之为强度调制。进行数字式传输时,尽管速率很高,但只是有光信号或无光信号两种工作状态,在接收端也是只要能对这两     

调制型半导体激光器恒流驱动电路设计

半导体激光器驱动电流的微小变化将直接导致其输出光强的波动。为实现半导体激光器的稳定功率输出,基于电压负反馈原理设计了包含软启动和限流保护电路的恒流驱动电路;同时针对为消除背景光的影响而对光源进行调制的需要,设计了包括晶体振荡电路和分频电路的集成激光器调制电路。制作具体电路并完成了相关实验。实验结果表明该电路能够提供高稳定度的驱动电流,电流稳定度达0.05%;软启动和限流保护电路可保护半导体激光器并提高其抗冲击能力。调制电路产生半导体激光器调制所需的载波信号并直接完成输出光调制,通过开关可方便地实现从256 Hz～512 kHz范围内12种常用调制频率的选择。     

半导体激光器调制响应的速率方程小信号近似法研究

速率方程是研究半导体激光器瞬态过程的理论工具。为了能对实际中各种调制响应进行分析,采用小信号近似法求解了在任意调制信号下半导体激光器的速率方程。得到了任意调制信号下半导体激光器的速率方程的实值解析解,并根据得出的实值解析解分析了半导体激光器的一些调制响应特性,给出了一个调制信号为矩形脉冲电流的具体实例。最后研究并得出了小信号近似法准确的严格条件。根据一些半导体激光器的实际参数,给出了该条件在某些情况下的近似表达。     

调频连续波激光调制方法研究

调频连续波(FMCW)激光调制电路是FMCW激光探测系统的重要组成部分。对FMCW激光调制方法进行研究,设计并实现由线性调频信号产生电路和半导体激光器驱动电路组成的激光调制电路,并给出相应的实验结果。其中线性调频信号产生电路采用基于直接数字频率合成技术的集成芯片AD9958进行设计,产生10~110 MHz的锯齿波线性调频信号;半导体激光器驱动电路采用直接电流调制方式,利用线性调频信号对激光载波的强度进行调制,激励激光器出光。测试结果表明:调频连续波激光调制电路能够满足调制频偏100 MHz、调频周期100 s的设计要求。     

半导体激光器高频调制技术

文中详细介绍了一种半导体激光器高频调制的设计方案并给出了实验结果,设计了基于直接数字合成技术的高精度三频调制信号产生电路,同时该电路还为后续差频测相提供高稳定的本振信号;该方案能实现对半导体激光器150kHz,15MHz,150MHz三个频点的电流调制,消除了温度对激光器调制特性的影响,在各个频点均达到了很高的频率稳定性,并能实现测尺频率的迅速切换,为相位法激光测距测程和精度的进一步提高奠定了良好的基础.     

基于光相位锁定的载波可变光的毫米波产生技术

提出和实现了一种新型适用于光/无线混合接入的光子载微波产生方案.该方案利用直接调制分布反馈式半导体激光器可以产生宽谱信号的特点,将较低频率正弦信号直接调制半导体激光器,在半导体激光器中进行频谱展宽,然后把宽谱信号注入到多个半导体激光器中进行相位锁定从而作为相干锁定光源.用上述光源在不同波长加载不同信号进行传输,在接收端使用不同通带特性的光学滤波器对信号进行处理,可以选择接收基带信号、光子微波时钟信号、上行光源或不同载波频率的光子微波调制信号.作为验证,分别完成了2.5 Gbps基带信号、20 GHz和40 GHz光副载波调制信号的产生与接收.因为受限于试验条件,只进行了原理验证,但该系统理论上可集成波导设计,无需高频调制器件,并可生成更高载频光子微波信号,有利于未来的光/无线混合接入和超密集波分复用系统.     

CATV光发射机原理及应用（3）——第三章 光发射机的射频激励功能电路

光发射机的任务是把从前端送来的高频电视信号变成光信号，使其能在光导纤维中传输。光发射机按照调制方式来划分有调频、调幅和数字调制等多种。目前用得最多的是多路调幅光发射机，在调幅光发射机中按照强度调制的方式不同又分为直接调制光发射机和外调制光发射机。直接调制光发射机是利用高频电视信号(将信号电流叠加到激光器的偏置电流上)来控制半导体激光器的偏流，     

小信号低频电流调制下激光频移数学模型

激光通过光纤传输时,线宽越窄,受激布里渊散射的阈值就越低.高功率激光很容易产生受激布里渊散射,影响光信号的传输.对大功率半导体激光器进行小信号电流调制是解决这一问题的方法之一.在正弦小信号调制电流作用下,分布反馈式半导体激光器(DFB-SLD)输出的激光会发生频率偏移,光源线宽展宽,从而可以提高受激散射阈值,进而降低传...     

基于FPGA的DFB激光器驱动电路的设计与仿真

为了提高DFB激光器驱动电路的可靠性和稳定性,设计了一款基于波长调制光谱技术的DFB激光器驱动电路。压控恒流源电路能够完成对激光器的恒流驱动以及其波长的粗调。利用FPGA生成直接频率合成器产生幅值为5V,频率为20kHz的正弦信号和频率为20Hz的三角信号,其可以对激光器的波长进行调制和扫描,进而实现对激光器的波长进行精确调谐。然后利用QuartusII软件对激光器的驱动电路进行了仿真。最后,对激光器驱动电路进行了模拟实验,结果表明输出电流与输入电压成线性关系,输出的电流与负载无关,达到了预期的设计目标。     

光纤激光器的调制实验研究

为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器,调制特性可以与半导体激光器相比拟.比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果,二者结果一致.研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用.     

半导体激光器的微腔结构调制及其脉码在光纤中的传输

采用腔量子电动力学(QED)方法,定量讨论了平面结构微腔半导体激光器的自发发射特征物理量随腔结构的变化规律.在微腔半导体激光器自发发射因子调制、自发发射寿命调制以及一些实验依据的基础上,提出了微腔结构调制方法.数值模拟了其脉码在光纤中的传输图形.结果表明,微腔结构调制方法在提高脉码比特率方面优于同参数下的电流调制方法.     

半导体激光器的微腔结构调制及其脉码在光纤中的传输

采用腔量子电动力学(QED)方法,定量讨论了平面结构微腔半导体激光器的自发发射特征物理量随腔结构的变化规律.在微腔半导体激光器自发发射因子调制、自发发射寿命调制以及一些实验依据的基础上,提出了微腔结构调制方法.数值模拟了其脉码在光纤中的传输图形.结果表明,微腔结构调制方法在提高脉码比特率方面优于同参数下的电流调制方法.     

光纤混沌双向保密通信系统研究

本文提出光纤混沌双向保密通信设想,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道,建立了光纤混沌双向通信系统模型,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系.证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了系统传输的非线性相移.数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0.5GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0.4Gbit/s以及20Gbit/s的混沌数字通信以及调制速率0.05Gbit/s 混沌键控通信的应用,计算出光纤混沌数字通信速率和同步误差等关系,还特别分析了系统解码特性和调制带宽,表明系统具有非常好的保密性能和具有高速率通信的能力.光纤混沌双向保密通信是可以实现的.     

单量子阱激光器小信号调制时的啁啾噪声

量子阱激光器具有良好的小信号调制频率响应 ,能作为高速光通信光源采用直接调制方式进行信号传输。与普通半导体激光器一样 ,直接调制将引起啁啾 ,从而影响光纤通信系统的性能。文中对小信号调制下单量子阱激光器的啁啾特性进行了研究和分析。得出了啁啾幅度和啁啾相位与调制频率的关系。对考虑与不考虑啁啾两种情况下 ,光脉冲在常规光纤中传输时的色散特性进行了模拟分析 ,发现了啁啾对系统的高阶色散有较大影响     

光纤通信系统中光源特性的模拟

利用单模激光器速率方程，对光纤通信系统中光源的静态和动态特性进行了数值模拟。研究了P-I特性和小信号模型下光源的调制响应，分析了信号传输速率、半导体激光器偏置电流和线宽增强因子对输出脉冲的啁啾特性的影响，从而有助于半导体激光器的设计和光纤通信系统的性能优化。     

调制型半导体激光器驱动电路设计

半导体激光器以体积小、质量轻、驱动功率和电流较低、效率高、工作寿命长、可直接调制、易于与各种光电子器件实现光电子集成及与半导体制造技术兼容、可大批量生产等特点得到了广泛的研究与应用,研究和改进激光器驱动电路具有重要的意义。小功率可调谐半导体激光器对驱动电流有很高的要求,驱动电流的微小变化将直接导致其输出光强的波动。为实现半导体激光器的稳定功率输出,基于电流负反馈原理设计包含慢启动和限流保护电路的恒流驱动电路。在电路设计中尽可能利用简单的器件和设计起到改善激光器正常工作的目的。在调制过程中分别利用运放与三极管的不同特性设计出了低频低失真和高频开关调制电路。利用两级放大负反馈原理进行反馈电流的调整,降低闭环带宽,增强了闭环负反馈的稳定性。     

CATV光发射机原理及应用(3)

第三章光发射机的射频激励功能电路 光发射机的任务是把从前端送来的高频电视信号变成光信号,使其能在光导纤维中传输.光发射机按照调制方式来划分有调频、调幅和数字调制等多种.目前用得最多的是多路调幅光发射机,在调幅光发射机中按照强度调制的方式不同又分为直接调制光发射机和外调制光发射机.直接调制光发射机是利用高频电视信号(将信号电流叠加到激光器的偏置电流上)来控制半导体激光器的偏流,进而控制激光器的输出光强;外调制光发射机是在激光器输出激光之后,让其通过一个外调制器,使激光的强度随多路调幅信号电压而改变.无论哪种形式的光发射机都具有射频激励单元电路,在光发射机中,射频激励功能电路是最重要的单元电路.此功能电路的好坏直接决定着光发射机的指标的优劣.鉴于目前市场上直接调制光发射机占大多数,此处RF驱动电路的介绍偏重于直接强度调制光发射机.     

光纤传感器用半导体激光器光频调制驱动电源

为了实现基于光频调制相位生成载波解调的干涉型光纤传感系统,需要对激光光源的频率进行调制.首先,文章根据直接电流调制原理设计井开发了一种半导体激光器光频调制驱动电源,主要由精密蕈准电压源、内部信号发生器,加法器、恒流源(电压电流转换、电流放大和电压负反馈)、慢启动电路、纹波抑制电路和过流保护电路等基本单元组成.接着,建立...     

半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析

为了防止驱动电流的波动会影响半导体激光器激射波长及发光功率,设计了一款具有较强抗干扰能力的半导体激光器驱动电路。该驱动电路以深度负反馈架构为核心,通过STM32控制器调节输出电流直流信号的大小以及调制波信号的频率与幅值。对整个环路进行一阶人工分析,并且结合Tina-TI仿真引入参数可调的噪声抑制网络,保证目标设置频率下环路响应能力的同时具有较强的抗干扰能力。实验表明,该激光器电流驱动电路对目标频率10 倍频程以上环路噪声的抑制可达到20 dB以上,并且对目标频率的调制波响应良好,频率的输出值与设定值最大偏差为0.001 Hz,控制线性度为0.999 9,直流偏置下驱动电流2 h短期稳定度优于0.005 6%,63 h长期稳定度优于0.011%,激光器功率控制线性度为0.999 4,标准误差为0.092 87。     

CATV光网络设备原理及应用：第六讲 光发射机的射频激励功能电路

(上接第14期) 光发射机的任务是把从前端送来的高频电视信号变成光信号,使其能在光导纤维中传输.光发射机按照调制方式划分为调频、调幅和数字调制等多种.目前用得最多的是多路调幅光发射机,在调幅光发射机中按照强度调制的方式不同又分为直接调制光发射机和外调制光发射机.直接调制光发射机是利用高频电视信号(将信号电流叠加到激光器的偏置电流上)来控制半导体激光器的偏流,进而控制激光器的输出光强.外调制光发射机是在激光器输出激光之后,让其通过一个外调制器,使激光的强度随多路调幅信号电压而改变.无论哪种形式的光发射机都具有射频激励单元电路,此功能电路的好坏直接决定着光发射机指标的优劣.鉴于目前市场上直接调制光发射机占大多数,此处RF驱动电路的介绍偏重于直接调制光发射机.