基于MG-Y型可调谐半导体光源的光纤光栅解调系统研究

介绍了一种基于调制光栅Y分支(MG-Y)可调谐光源的光纤光栅解调系统。该系统由可调谐光源控制系统和光电探测电路组成。光源系统由ARM处理器对单片集成恒流源芯片和高精度温度控制芯片控制;光电探测电路是由光电二极管和高动态范围的对数放大电路组成,用于接收光纤光栅反射信号。针对基于可调谐扫描光源的硬件系统研究,提出采用波长计实现查找表的方法,构建了"波长-电流"精确转换模型,实现了光纤光栅解调仪的装配与调试。实验对可调谐光源进行测试,该光源在1 527～1 567 nm光谱范围能够按照20 pm间隔依次输出2 001个激光,扫描波长间隔偏差最大为8 pm,功率波动小于4.5 dBm;在F-P标准具验证实验中,解调仪能够对40 nm范围内的52个反射峰实现分辨。     

一种波长可调谐激光器的应用研究

目前市面上没有专门针对密集波分系统的光时域反射仪设备,这给密集波分系统的施工和维护带来了很大的困扰。介绍一种波长可调谐的激光器的波长调节和功率稳定的设计方法,通过激光器内部热敏电阻感应温度,并通过TEC改变电流大小和方向来调谐波长,而功率的稳定则通过注入电流的大小控制。通过以上方法该激光器可以提供数十个测试波长,以此激光器作为光源组成OTDR能很好地解决城域网密集波分复用系统和WDM-PON波分系统的光纤测试和维护的难题。     

超低噪声单频可调谐光纤激光器

研制了一款超低噪声单频可调谐高抗振激光器,介绍了它的工作原理和设计方案.该激光器工作波长为1 550 nm,主要由单频激光谐振腔、保偏光纤放大器以及监控反馈光路组成.采用了精密稳定的闭环温控技术,使得激光器的工作温度极其稳定,温度控制分辨率达0.001℃.使用了鉴频部件及配套闭环系统锁定激光器的输出频率和功率,由此不仅保证了波长和功率的稳定性能,而且大大降低了激光器的低频噪声,同时制备的激光器光学膜也有效地提高了激光损伤阈值.与同类激光器的性能相比,设计的光纤激光器可保证功率稳定性优于1％,相对强度噪声优于-130 dBc/Hz;选择不同类型的种子光源谐振腔,激光器的线宽可控制在1～400 kHz.另外,激光器的最大波长调谐范围为3 nm,输出功率可达1W.在频率为1 Hz时,其相位噪声低于10 μrad·Hz-1/2/m OPD;抗振动能力可达到0.1g(g为重力加速度).     

基于FBG的波长可调谐环形掺铒光纤激光器

在介绍光纤光栅波长调谐原理的基础上,设计了一种环形腔掺铒光纤激光器。利用光纤光栅(FBG)作为波长调谐元件,在20~170 ℃的温度范围内,实现了输出激光波长在1 547.7~1 556.5 nm内的连续可调,调谐线性度达99.96%,激光光谱的3 dB带宽均小于0.05 nm,20 dB带宽均小于0.08 nm,边模抑制比大于52 dB,输出功率可达21.2 mW。结果表明:可调谐掺铒光纤激光器具有可用带宽较宽、功率高、线宽窄、与光纤元件天然兼容等优点。     

大型客机火灾监测激光器温度控制模块电路设计

基于激光监测大型客机火灾的综合优势,提出了基于可调谐二极管激光器的输出波长和输出功率与温度有密切的关系,设计了基于MAX1968芯片的激光器温控电路,控制流入TEC的电流实现对激光器工作温度的调整。针对实验过程中出现的芯片失效现象,提出了改进方案。实验结果表明温控电路能够自动调节且温度的稳定性达到0.1℃,满足激光器的需要。     

基于DSP的高精度半导体激光器温度测控系统

半导体激光器的激光输出波长对温度变化极其敏感,其工作温度必须具有很高的稳定度.介绍了基于DSP TMS320LF2407控制核心的半导体激光器恒温控制系统.采用四线制测量电路、高分辨率(24位)ADC和软件非线性校正等方法提高测量精度.利用DRV592驱动芯片对半导体制冷器进行线性驱动,采用模糊自整定PID控制算法来提高控温精度.结果表明:该系统不仅结构简单、稳定性强,且温度调节速度快.在6～50 ℃范围内,系统测量精度达±0.004 ℃,控温精度达±0.02 ℃.     

光纤传感器中光源的驱动与控制

基于分布反馈式半导体激光二极管（DFB LD）中的注入电流、有源区温度与输出光功率、输出光波长等特性关系的分析，设计出了一整套高精度、高性能的光纤传感器光源驱动技术方案。该方案通过采用恒流源、有源区温度控制以及波长锁定等技术方法来实现DFB LD的稳频驱动及控制。试验表明，该方案可使得激光器的注入电流控制精度优于0．05％，温度控制精度达0．01℃，输出光谱线宽度〈0．2nm．此方案可广泛应用于光纤传感及通信等相关场合。     

半导体激光器高稳定度系统的研究与设计

半导体激光器(LD)随着温度的增加,阈值电流升高,输出功率下降.为了使半导体激光器输出激光功率稳定,设计了激光器高精度稳功率电路,使用功率MOSFET作为电流控制元件,运用负反馈原理调整输出电流,实现对激光器输出功率的控制.试验结果表明,电路设计合理,响应速度快,输出激光功率长期稳定度可以达到0.1%.     

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。     

一种治癌激光器研制成功

长春光机所研制的“802型医用连续波可调谐染料激光器”最近通过了验收鉴定。鉴定委员会一致认为:该激光器设计合理、工艺精湛,具有瓦级的功率输出和较高的转换效率,其性能在国内处于领先水平,并优于美国光谱物理公司同类产品(375型)的主要性能指标。该激光器主要用于治疗体表及内脏癌症。同时,调谐激光波长,还可用于其他激光医学研究中(例如治疗鲜红斑痣)。     

基于ARM Cortex-MO的微波功率控制技术研究

通过对交流电源的控制实现了微波输出功率的控制,阐述了一种基于ARM Cortex-MO内核芯片LPC1114F/301的高精度微波控制技术.采用双向可控硅技术,通过改变磁控管阳极高压调整阳极电流从而实现对微波功率的控制.同时对磁控管阳极高压及电流进行采样,实现对微波功率的监控.     

基于SPI接口针对采样保持电路失调的校准电路设计

针对时间交织ADC中S/H电路存在的失调失配误差,设计了一种基于SPI接口的失调校准电路,包括失调误差补偿电路以及12位电流舵DAC,并设计了SPI接口电路。通过SPI接口电路手动控制12位校准DAC,产生校准S/H电路的补偿电压,从而达到校准S/H电路失调失配误差的目的。12位DAC采用9+3分段式电流舵结构,具有分辨率高、非线性误差较小、面积和功耗适中的优点。利用Modelsim仿真软件对设计的SPI接口电路进行了功能和时序仿真,并进行了FPGA硬件实现,验证了其正确性。最后将SPI接口与S/H电路进行级联仿真,实现了对S/H电路中补偿电压的手动调整。所设计的基于SPI接口的校准电路具有灵活性强、精度高、扩展性好等优点。     

基于ARM Cortex-MO的微波功率控制技术研究

通过对交流电源的控制实现了微波输出功率的控制,阐述了一种基于ARM Cortex-MO内核芯片LPC1114F/301的高精度微波控制技术.采用双向可控硅技术,通过改变磁控管阳极高压调整阳极电流从而实现对微波功率的控制.同时对磁控管阳极高压及电流进行采样,实现对微波功率的监控.     

基于FPGA的光纤布拉格光栅解调系统设计

设计一种基于FPGA数据采集模块的光纤布拉格光栅解调系统以提高其高速实时性。系统采用VB编程PC控制,首先调控扫描可调谐激光光源,使之在可调谐波长范围内实现快速波长调谐、高精度任意波长点锁定、高稳定度功率输出;再对采集的数据进行解调解读并实现解调过程的可视化显示。试验结果表明,所设计系统具有良好的高速实时性,能够实现传统的基于时域解调的系统无法完成的任务,较好地解决FBG传感器空间定位等问题,可为光纤光栅解调系统在实际应用中的发展和推广提供借鉴。     

SLD光源驱动电路的设计与实验研究

分析了超辐射发光二极管(super lum inescent d iode,SLD)光源的驱动原理,给出了一种利用控制驱动电流和温度来稳定光源输出功率的驱动电路,并通过采集反馈电压来监控功率的输出。通过对SLD光源的驱动实验,得到电流与输出功率具有良好的线性关系,输出光功率的稳定度优于0.002dB。     

基于AD9833信号发生器的设计

介绍了基于AD9833的信号发生器的设计方案。由单片机AT89S52完成系统的控制功能;幅度控制采用AD8320可编程增益放大器和D／A转换芯片TLC7528实现：功率放大电路采用高速缓冲器BUF634。最大可输出250mA的电流。实验表明该系统能够产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形,且能实现从1Hz-2MHz的稳定输出,频率稳定度优于10^-4。     

LD控制器的系统组成与应用研究

本文根据当前半导体激光器的特性和应用现状,设计出一种新型半导体激光器控制器.整体设计思想是基于负反馈原理来稳定输出电流及环境温度.实验测试结果为电流短期稳定度30ppm(1h);电流长期稳定度38ppm(24h);温度短期稳定度0.02℃(1h);温度长期稳定度0.05℃(24h);控温精度0.1℃.最后,针对一种实际的LD,设计了其和控制器之间的转换接口,并成功地实现了驱动.     

基于模糊PID技术的CO2激光器恒温控制研究

为保证CO2激光输出功率的稳定性,提出了基于模糊PID技术的CO2激光器恒温控制系统.控制核心采用飞思卡尔单片机MC9S08AW实现模糊PID控制算法并输出控制量,控制量控制数字PWM波驱动MOSFFT电路,产生相应的电流驱动TEC热电制冷器对CO2激光器进行恒温控制.实验结果表明,CO2激光器的温度控制精度达到±0.05℃.     

红外光纤传输特性测试系统的研究

报导了高性能的红外光纤传输特性测量系统（装置）。它是关于红外光纤研究的主要测试工具。该系统包含两个部分：第一部分是一台高稳定性和高分辨率的可调谐CO2激光器，激光器采用特殊结构的全外腔光栅腔形式，并由具有优良热稳定性的花岗石底座构成胶体支承隔离区，以确保输出功率和波长的高稳定性．为提高谱线分辨率，对光栅腔进行了理论分析和实验研究，并提出分辨率的理论公式：因此，激光器具有优良特性：可调谐波长区域9～11μm，分辨率0.96cm-1，单线功率＞5W，稳定性＜±1．5％。第二部分是光纤传输损耗测量系统，包括：分光片、聚焦器、光纤耦会头、光纤平台、HeNe激光同光路指示、信号综合处理器等。同时测出入射到光纤的光功率和透出光纤的光功率，即可由公式：计算光纤传输损耗a。该测量系统具有精度高、稳定可靠性好、自动化程度高等特点。我们可为所需单位提供全套装置或其中的主要部件。     

直流电机双闭环数字调速系统设计与实现

介绍了一种基于成本较低的AT89S52单片机实现的数字式双闭环PWM直流电机调速系统硬件实现电路和软件实现方法。给出由光电编码器检测直流电机转速的具体方法,并构成速度环;由霍尔电流传感器检测电枢电流构成电流环。软件编程实现改进的转速、电流双闭环PI控制器,利用单片机的定时器生成占空比可调的PWM信号,光耦隔离后经功率驱动放大,通过控制H桥驱动电路对直流电机进行无级平滑调速。实验表明该系统控制精度高,可靠性和稳定性加强。