阶跃恢复二极管用于控制产生纳秒激光脉冲

给出一种利用阶跃恢复二极管(SRD)产生ns级的电子脉冲发生器,用来驱动低阻抗的激光二极管,产生纳秒激光脉冲输出.该脉冲发生器能够在偏置工作状态下产生0.1～3.0 A的脉冲,用于控制产生的激光输出脉冲宽度可以在3～10 ns内调节.     

测试和测量

能够满足高频要求的脉冲发生器 4010系列脉冲发生器在其最大输出时的脉冲宽度为从5ns到5ms,额定上升和下降时间可高到10MHz(低于10ns)。此外,还具有常规/反向开关,同步输出和外部触发输入连接器。输出频率来源于7个石英晶体和不同的可调控制器,脉冲宽度在五个十进制档位上进行调整。     

基于SOPC的脉冲发生器

为了给分布式拉曼测温系统中的激光器提供激励源,设计一个稳定性好、纳秒级脉宽、周期可控、占空比可调的高速脉冲发生器。以Ahera公司的CycloneⅡ系列的EP2C5Q208C8为核心的核心板和一些外围器件组成硬件电路。高速脉冲发生器是在QuaflusⅡ软件平台下,使用VHDL在FPGA上用硬件逻辑电路设计。脉冲发生器控制系统是利用QuartusⅡ开发软件扣其中集成的SoPC Builder系统开发工具进行设计。实验结果表明,该脉冲发生器稳定输出脉宽为10～500ns．周期为1μs～1ms,占空比可调的窄脉冲,满足分布式拉曼测温系统的要求。     

基于SoPC的脉冲发生器

为了给分布式拉曼测温系统中的激光器提供激励源,设计一个稳定性好、纳秒级脉宽、周期可控、占空比可调的高速脉冲发生器.以Altera公司的CycloneⅡ系列的EP2C5Q208C8为核心的核心板和一些外围器件组成硬件电路.高速脉冲发生器是在Quartus Ⅱ软件平台下,使用VHDL在FPGA上用硬件逻辑电路设计.脉冲发生器控制系统是利用Quartus Ⅱ开发软件和其中集成的SoPC Builder系统开发工具进行设计.实验结果表明,该脉冲发生器稳定输出脉宽为10～500 ns,周期为1 μs～1 ms,占空比可调的窄脉冲,满足分布式拉曼测温系统的要求.     

新型高精度脉冲发生器

本文阐述了一种基于ECL延迟线,利用该延迟线将一路方波信号进行延迟,再与未经延迟的另一路进行逻辑运算原理实现的新型高精度脉冲发生器.该脉冲发生器电路结构简单,脉冲宽度可以从2.2ns到12.2ns连续可调,步进为几十ps,上升沿小于1ns,且具有灵活可编程特点.     

同轴结构快Marx发生器设计及实验

设计了一种紧凑型同轴结构快前沿Marx发生器,该发生器采用3.3 nF陶瓷电容器作为储能电容,用螺旋形空芯电感作为充电电感,通过各级气体火花开关迅速放电在负载上产生电压脉冲。为使整个Marx发生器结构紧凑,将电容器、气体开关、充电及隔离电感设计为同轴一体化结构,并放置在一个密封的金属圆筒内,通过充氮气和六氟化硫的混合气体来绝缘。采用理论及电路模拟的方法,分析了开关导通状态、分布电容、回路电感等因素对输出波形的影响。Marx发生器的基本运行参数为：十二级Marx发生器在负载50 Ω时输出电压150 kV,开路电压达240 kV,负载输出波形脉冲宽度25 ns,上升时间约10 ns,脉冲功率源能量为7.9 J。     

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。     

用于半导体器件瞬态特性研究的大幅度矩形纳秒脉冲发生器

本文提出了一个用于半导体激光器和其他高速器件瞬态特性研究的大幅度矩形纳秒脉冲发生器的设计.为了产生一对极性相反的高速同步脉冲,在设计中采用了我国发明的新功能器件──双向负阻晶体管(BNRT).为了获得高速大电流主脉冲输出,采用了同时触发的双雪崩晶体管串联组合电路.所研制的发生器的主脉冲输出,其电压幅度高达200V(在50Ω负载)、峰值电流为4A、上升时间约2ns、宽度5-100ns、晃动小于50ps.而且输出脉冲波形呈良好的矩形,其过冲和顶部不平坦度均小于±3％.     

利用时空变换获得超短激光脉冲

由LD抽运Nd-YLF固体激光器输出的单纵模调Q激光脉冲，脉宽约为85ns，经过快速LiNbO3电光偏转器实现时空变换，用狭缝削取脉宽约为1ns的超短激光脉冲。导出激光束通过偏转器后扫描光线长度与加到偏转器上的快速电压脉冲变化率关系，并在实验中分别用MOS管和雪崩管高压电脉冲发生器取代价格昂贵的冷阴极管高压电脉冲发生器，获得激光脉冲宽度压缩约两个量级，且实现激光脉冲宽度可调。     

产生毫微秒脉冲高压的螺旋形带状线发生器的研究

本文叙述了能产生毫微秒脉冲高压的螺旋形带状线发生器(以下简称SSLG)的基本原理,给出了具有一个短路开关,内端为高压输出端,外端接地的SSLG的设计方法,并提供了为便携式X光发生器设计的SSLG的制作工艺。对该发生器电性能的实验研究表明:该发生器能输出脉宽40100ns、电压100kV的高压脉冲,接上X光管负载时,在距X光管输出窗1m处能得到4070R的X光辐照量。     

A Calibrated Pulse Generator for Impulse-Radio UWB Applications

A 100-Mb/s pulse position modulation generator is presented for impulse-radio ultra-wideband applications. The pulse generator provides a data rate of 100 Mb/s and a pulse width of 1 ns. To achieve an accurate pulse position and pulse width, a mixed-mode calibration circuit is used to calibrate the output buffer of the delay-locked loop. The proposed circuit has been fabricated in a 0.35-mum CMOS process. After the calibration, the measurement results show that both the pulse-width error and the pulse-position error are less than 4%     

纳秒脉冲半导体激光驱动器的研究

为了获得高功率、高重复频率的纳秒级光脉冲,介绍了一种基于Marx bank脉冲发生原理的纳秒脉冲激光驱动器的设计,以及设计过程中雪崩晶体管的选取.该驱动器采用一级小雪崩管对触发脉冲进行陡化,由小雪崩管产生的脉冲对Marx bank电路进行触发,以获得大电流窄脉冲,用于驱动半导体激光器.设计所得驱动器的峰值电流为12.5A、半峰全宽为1.51ns、重复频率为100kHz,实现了大幅度纳秒脉冲半导体激光驱动器的设计要求.结果表明,对触发脉冲的陡化,可以降低后一级Marx bank电路的雪崩电压,同时使得脉宽更窄,这将更加有利于驱动半导体激光器.     

1064nm可编程半导体激光脉冲种子源的研究

为了运用主振功率放大技术获得纳秒量级的高功率密度激光脉冲,设计了一种运用于主振功率放大的半导体激光种子源,通过编程可输出多种形状光脉冲,并采用主动脉冲外形控制技术提高了输出光脉冲的波形质量。实验中研制了高速大电流驱动模块和可编程多种调制波形发生器,并采用了1064nm量子阱分布反馈的大功率半导体激光器。结果表明,该种子源脉冲光功率优于200mW、动态范围优于20dB、脉冲宽度40ns~1μs和重复频率0MHz~5MHz可调,可编程控制输出多种波形。     

微波大功率变脉冲放大器的研制

针对基于悬浮平台微波凝视关联成像系统对变脉冲宽度和大峰值功率的需求,研制了一款 X 波段变脉冲固态功率放大器。描述该放大器组件中高速漏极调制及保护电路和射频开关的实现方案,分析大功率高速漏极调制电路输出电压脉冲的影响因素,优化调制电路的负载设计,并解决功放输出射频脉冲的包络凹陷问题。经试验验证:研制的功率放大器具有散热性好,稳定工作时间长,最窄脉宽 20 ns,上升下降沿均小于 3 ns,峰值功率大于 40 W 的射频脉冲输出等特点;其漏极调制电路输出 24 V电压脉冲,上升沿小于 20 ns,下降沿约 60 ns。     

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。     

高能量1 ns Nd:YAG激光器系统

为了实现高能量、窄脉宽的输出,设计了一种半导体端面泵浦Nd:YVO4的主振荡器与功率放大器(MOPA)结构的Nd:YAG激光器。半导体端面泵浦布儒斯特切角Nd:YVO4晶体调Q主振荡器,获得了单脉冲能量0.16mJ,重复频率5Hz,脉冲宽度0.964ns的种子激光输出。通过使用光隔离器和端面切角的Nd:YAG晶体,避免了Nd:YAG双通预放大器的ASE效应,获得了单脉冲能量88mJ,脉宽0.972ns的激光输出。通过空间滤波器后,两级主放大器单通放大后,最终获得了单脉冲能量大于3.25J,脉宽1.051ns,M2为1.9,不稳定度小于±3%ns激光放大输出。     

Study on design and electro magnetic compatibility of high-power pulse driver

A kind of high-power pulse driver is designed to drive semiconductor laser. The circuit consists of three parts: generator of pulse signal, power amplifier of pulse signal and storage circuit controlled by metal-Oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). According to the experimental results, this kind of high-power pulse driver well restrained the pulse spike and overshoot by proper design, better choice of components and improvement of electro magnetic compatibility (EMC). The circuit can output pulse signal with better quality, which provides qualified driving signal to laser diode. The pulse width is under 50 ns and the output ranges from 10 A to 50 A.     

LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Ｑ高重频窄脉宽激光器

激光二极管（LD）泵浦的Q调制高频率、窄脉宽、高峰值功率的固体激光器在激光雷达、激光加工等领域日益得到广泛的应用，而更高调制频率的固体激光器在将来会更受青睐。分析了泵浦功率和输出透过率两个因素在10~100 kHz调制频率下对脉宽的影响程度。研制了LD单端泵浦Nd:GdVO4声光调Q 激光器，实现了重频100 kHz下窄脉宽激光输出。在重频为80 kHz时，获得脉宽17.7 ns，平均输出功率3.49 W，峰值功率2.46 kW和在重复频率为100 kHz时，获得脉宽19.6 ns，平均输出功率3.52 W，峰值功率1.79 kW的效果。