半导体激光器自混合干涉的调制与放大电路

介绍了一种实用的半导体激光器自混合干涉的调制与放大电路，给出了电路原理图及其设计原理，采集了通过三角波电流信号直接调制的半导体激光器自混合干涉信号。     

激光反馈干涉微位移测量系统的电路设计

针对激光反馈干涉微位移测量系统的光源驱动和干涉信号采集问题,设计了性能稳定的恒流源驱动电路和光电检测电路。通过仿真选择了合适的实验参数,驱动电流范围为23～35 mA,探测器的反向偏压范围为1.5～3.5 V,驱动微位移制动器的正弦信号频率为50 Hz,振幅为3～18 V。在实验中检测到了与理论分析相符的干涉信号,保证了同步准确的采样,输出信号满足系统要求。     

相干光时域反射仪中受激布里渊散射的抑制

采用对分布反馈半导体激光器(DFB-LD)直接进行小信号电流调制的方法抑制相干光时域反射仪(COT-DR)中的受激布里渊散射(SBS),分析了DFB-LD受到小信号电流调制时的频谱特性以及SBS阈值和频谱宽度的关系,设计了实验电路和光路抑制光纤中SBS。理论分析和实验结果表明,在低频调制电流处,光源频谱宽度随调制频率增加而减小,随调制幅度增加而增加,而SBS随频谱宽度增加而减弱,直接用电流调制激光器可抑制COTDR中的SBS。     

自适应去直流偏置的激光干涉振动测量

针对单频激光干涉在位移测量中干涉信号易饱和的缺点,提出一种自动调整偏置的干涉信号光电转换方法,并应用在激光干涉测量振动微位移的系统中。从光路结构、硬件电路、软件算法三个方面对测量系统进行阐述。光路设计保证在光路结构简单紧凑的基础上产生宽度足够分辨的干涉条纹;设计电流放大与可自动消除偏置的二象限光电转换处理电路,并采用二分法调整DAC输出的算法,实现干涉信号偏置量的自适应调节。实验结果表明:该方法能够快速准确地自动调节偏置量到合适范围,满足干涉振动位移测量的要求。     

准连续半导体激光高频调制技术研究

介绍了一种由信号放大电路、电流调制电路、过流保护电路、具有慢启动功能的直流偏置电路高度集成的半导体激光高频调制系统,此高频调制系统采用了结构简单的直接调制方式,这种调制方式是利用频率可调的调制信号去控制半导体激光器发射的激光光强,从而实现半导体激光高频调制.设计了半导体激光高频调制驱动输出的调制电流幅度为9.1A,调制电流频率达到了100MHz,直流偏置在1A内连续可调,实现了脉冲宽度均匀与非均匀两种情况,在均匀情况下占空比达到了50%.     

1.5μm CPFSK外差/差分—延迟解调实验系统

本文报道 1.5μm 连续相位 FSK(CPFSK)外差/差分-延迟解调相干光纤传输系统的初步实验结果.系统中,发送光源和本振光源分别采用自聚焦棒(GRINROD)外腔和光栅外腔半导体激光器,两者差拍得到的中频(IF)线宽约为2 MHz,采用中频跟踪环路,IF 稳定在810±0.5 MHz.用140 MHz 正弦信号对发送光源进行直接注入电流调制,调制信号经6.4 km 单模光纤传输后得到较高信噪比的解调信号.实验结果表明,CPFSK 方式适合于高码速率和频分复用(FDM)相干系统.     

半导体激光器自混合振动系统优化研究

为了优化半导体激光自混合振动测量系统,本文采用三镜腔理论模型,结合激光自混合振动测量的实验结果,利用数值模拟的方法对激光自混合振动信号进行仿真分析,获得了不同外腔耦合系数ζ(0.25×10-4～1.75×10-4)以及不同半导体激光器(LD)线宽展宽因子α(1～5)下自混合振动测量信号的时域特性。结果表明,较大的外腔耦合效率ζ和LD线宽展宽因子α能够获得信噪比更大、方向性更好的激光自混合振动波形。     

高精度半导体激光器温度控制系统技术研究

本文给出了一种利用高信噪比的运算放大器与半导体制冷器设计的激光光源电路驱动系统,以及半导体激光器的稳定度实验测量结果。实验证明,本驱动系统能为半导体激光器提供高稳定度的恒温控制（ATC）,温度控制精度可达0.01℃,波长控制精度可达0.1nm,而且提高了半导体激光器的使用寿命和输出波长的单一性。     

一种基于单片机技术的半导体激光器特性参数测量仪

针对目前国内半导体激光器测量仪器系统庞大、操作复杂、测量周期长、价格昂贵、不易于推广的情况，研制了较低成本的半导体激光器特性参数测量装置．它能够方便、准确地测量激光器的重要参数，并能根据测得的电压一电流和功率一电流特性曲线对器件的质量和性能作出评价．     

线形腔光纤激光器的光反馈效应研究

提出了一种基于线形腔光纤激光器结构的光学反馈系统,时系统输出功率变化表达式进行了推导,建立模型分析了光反馈对系统的影响,得出其与激光自混合干涉具有相同的相位灵敏度.实验中首先时系统进行了信号观测,同时改变实验条件,对不同参数的影响进行了讨论,实验结果与模拟分析相一致.结果表明:线形腔光纤激光器光反馈系统的输出条纹变化对应着待测物半个波长的位移;条纹不同的倾斜方向可实现对移动方向的辨别;通过适当调节反馈腔腔长与目标靶反射率可优化系统反馈信号的灵敏度.根据以上特性,该系统可应用于光学测量领城,例如位移、距离、速度测量等.     

光源振动实现激光自混合干涉外腔调制

从外腔长度高频调制的自混合干涉信号解调出外腔反射面低频振动信号的波形。为了实现外腔长度相对外腔反射面振动的高频调制,提出一个激光源振动方案,将激光二极管模块安装在长约23 mm,直径约13 mm的电磁激励振子上,用正弦信号激励电磁振子驱动激光源做振幅约四分之一波长,频率约7 kHz的正弦振动。采用傅里叶变换相位解包裹方法和数字信号处理从自混合干涉信号中解调出正弦波、三角波和方波激励外腔反射面振动的信号波形,最小可分辨振幅约0.02波长的振动波形。正弦振动的激光源的光束强度或偏振方向不随调制信号变化,优于外腔中插入相位调制器件的方法。实验测量表明,激光源正弦振动可以实现激光自混合干涉的外腔调制。     

一种新型激光位移传感器

介绍了一种基于激光自混合干涉效应的位移传感器原理,给出位移干涉信号的理论模型,并进行了仿真分析,阐述了干涉信号的特征;建立了位移传感器的实验系统,进行了初步的实验研究,证明了自混合干涉位移传感器具有传统干涉仪相同的位移灵敏度。     

半导体激光自混频干涉技术对轴偏心振动速度的测量

应用半导体激光自混频干涉技术，对轴运动时的偏心速度进行了测量。通过对信号进行理论分析与计算，给出了计算方法及实验结果。     

采用声光调Q获得激光脉冲序列的研究

为了获得高峰值功率激光脉冲序列输出,以提高激光打孔过程中微孔的质量,减小再铸层的厚度,设计了一套系统:通过编制一定形状的外触发信号对Nd:YAG脉冲激光器进行声光调制,得到峰值功率为2.5×103KW的激光脉冲序列输出.研究了在不同外触发波形调制信号和不同延迟时间下(50-250μs)的激光脉冲序列形状.并从充放电回路和电光转换时间的角度,分析了延迟对脉冲序列的影响,由此得到对一般Nd:YAG脉冲激光器进行声光外调制的延迟时间为150 μs左右.     

提高半导体激光器调制带宽的匹配补偿电路

限制半导体激光器调制带宽的一个重要因素是它的高频电路参数,设计了一匹配补偿电路以降低电路参数的影响,同时使半导体激光器和信号源之间实现阻抗匹配。实验结果证明,这可大幅度提高半导体激光器的调制和带宽。     

半导体激光器温度效应对调频体制激光雷达的影响分析

半导体激光器的输出光功率受温度的影响较大,当工作在平衡温度时,其输出光功率受动态平衡温度调制,给调频体制激光雷达测量性能带来影响。分析了温度、阈值电流、斜率效率三者之间的关系,并通过构建的测量系统测量了50 mW半导体激光器的光功率输出特性,根据理论和实验结果分析了其对调频体制激光雷达的影响。