一种低抖动的准分子激光振荡—放大同步电路及其理论分析

设计了一种用于准分子激光振荡——放大系统的低抖动同步电路。实验结果表明,这种线路方便可靠,结构紧凑,延时范围大于400ns,抖动时间小于20ns。     

准分子激光低抖动延时同步系统

准分子激光放大技术可将固体掺钛蓝宝石飞秒激光器通过频率转换后得到的小能量深紫外飞秒脉冲放大为大能量深紫外飞秒脉冲。为了满足准分子激光器与固体飞秒激光器之间同步工作的需要,设计了一种准分子激光低抖动延时同步系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)数字延时和可编程延时芯片延时相结合的方法,利用时间测量芯片实现对延时时间的闭环控制从而提高系统延时的稳定性,最终实现对外触发脉冲信号的精确延时。验证实验表明，该系统在1～100 Hz频率下运行稳定,输出触发脉冲信号延时范围为56 ns～2.4μs,理论延时步进为10 ps,抖动在±1 ns内,完全满足飞秒激光器与准分子激光器同步工作的需要。     

多路纳秒延时同步脉冲的产生与传输

为了满足高功率“Z-pinch”装置对多路同步性的要求,多路纳秒延时同步脉冲产生与传输系统采用超大规模可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)技术与延迟线技术的结合,达到了延时精度为1ns,延时步进为1ns,延时范围为1ns～500μs,输出脉冲幅度为3～10V,脉冲前沿小于2ns,负载为50Ω,可独立输出3路延时脉冲的要求。经100m光纤传送后其抖动小于1ns,实现了计算机远程控制。     

用于激光调Q技术的高速电光门控系统设计

调制电信号的获取是激光调Q中的关键技术。此系统采用一种新方法获取高速调制电信号——基于FPGA的高速电光门控系统,分为门控脉冲和高压调控两个模块。门控脉冲模块由高速信号放大、FPGA延时、可控传输线延迟3个部分组成。利用FPGA高密度、高可靠性、可反复擦写和可以现场编程、灵活调制的特点,将整个系统的主要控制部分集成在FPGA中,并将延时分为数字延时和模拟延时两部分。然后利用FPGA实现数字延时,可控延时线实现模拟延时。经试验检测,高压部分可以产生重复频率1~9999Hz,步进1Hz,延时范围为0~9999ns,步进为1ns,幅度为8000V,前沿和后沿小于10ns,抖动小于1ns的高压矩形电脉冲,满足各种电光调制系统的需要。     

两级串联式电光开关高压快脉冲源的研制

研制了一种纳秒级同步延时的两级串联式电光开关高压快脉冲源,它具有延时精度高且可调、稳定性好、体积小且成本低的优点。在开关器件两端并联一个高压大电流快速开关二极管,有效地抑制了高压快速放电瞬间引线电感引起的过冲及振荡;采用光电隔离器将低压延时电路与高压开关电路隔离,防止了高压脉冲对低压延时信号的干扰;高压脉冲高电平最大值为1200 V,下降沿约为9 ns,零电平宽度在200 ns～15μs之间可调,同时两路高压脉冲相对时间抖动小于1 ns;两级电光开关串联通过腔外光学斩波将连续激光转化成了双快沿脉冲,其上升沿和下降沿均在10 ns左右,重复频率和脉宽分别在1～10 kHz和10～100 ns内范围连续可调。     

氢闸流管触发的紫外氮分子激光器

报道一种紫外氮分子激光器,采用国产氢闸流管作触发器,同位素作预电离源。激光脉冲能量最大值为5mJ,延时抖动为±1ns,单脉冲激光能量稳定度为5％。     

MOPA结构准分子激光同步触发设计

介绍了一种MOPA结构的准分子激光全隔离型、高精度的同步触发系统。首先,提出锁相环移相技术结合传统计脉冲的方法实现了系统的高分辨率与大范围;其次,采用全电气隔离的方式实现了系统在复杂的电磁干扰环境下长期稳定运行以及实时控制。系统主要参数达到分辨率1 ns、延时及脉宽调节范围0～325 μs、各通道间的抖动<60 ps、前后沿<1.5 ns。同步触发系统应用于一套193 nm深紫外MOPA结构准分子激光装置,在4 kHz的高重频下实现了对 MOPA 双腔放电延时的精准实时控制,相对放电延时可严格控制在最佳时间段,放电时序抖动<±4 ns,最后成功获得PA腔对MO腔种子光的脉冲能量放大,最大放大率达到19.2,最大输出脉冲能量达到7.1 mJ,满足深紫外光刻应用需求。     

脉冲气体激光器磁压缩放电电路的仿真

为了降低用于脉冲气体激光器的全固态磁压缩放电电路的放电延时抖动,采用PSPICE软件对全固态磁压缩激励电路进行仿真分析,完成了对充电、磁开关复位以及整个放电过程的初步模拟。模拟结果显示,初始储能电容电压1V的波动会引起放电时间5ns~10ns的抖动,抖动时间随着充电电压的升高而降低;通过采用特制的两级耦合复位回路来降低放电延时抖动,该复位电路可将放电抖动从微秒量级降低到纳秒量级。结果表明,降低抖动的关键因素在于充电过程中高频交流纹波经复位电路耦合将磁芯复位到一稳定状态,使磁开关、可饱和脉冲变压器的工作状态更加稳定。建立的仿真模型,对低放电抖动的脉冲放电激励电路设计可提供参考。     

MOPA结构准分子激光系统的同步控制

为了使主振荡功率放大结构的ArF准分子激光器实现双腔同步放电,采用同步逻辑快速响应双腔放电时序,根据同步控制逻辑自动对双腔延时进行精密调节,使用四位二进制计数器实现粗调搜索,快速缩小双腔延时差,而使用通用数字可编程延时芯片来实现小精度延时调节。结果表明,双腔放电同步调节之后,放电时差稳定在23ns左右,同步抖动小于±3ns,满足4kHz高重复频率下主振荡功率放大结构准分子激光器同步控制的要求。     

低抖动准分子激光放大器光源的研究

为了获得低抖动的准分子激光放大器光源,设计了一种以氢闸流管作为高压开关的低抖动准分子激光放大器系统。利用抖动小于4 ns的闸流管触发电路来触发导通氢闸流管,从外部触发信号到准分子光信号之间有一定的延时时间。研究了以氢闸流管作为高压开关的准分子激光放电回路,外部控制信号发生电路产生外部充电信号和出光信号,转换电路将外部充电信号和出光信号转换成固定脉宽的光信号,在实现低抖动出光前,准分子激光放大器系统热平衡过程中会有一定的出光延时漂移现象。讨论了激光运行重复率、激光运行电压和气体状态在热平衡过程中对稳定延迟时间大小的影响。实验表明,在相同运行电压下,稳定延迟时间随着激光运行重复频率的提高而增大;运行电压越高,稳定延迟时间上升的幅度越大。气体恶化后,光脉冲稳定延迟时间变小。激光运行电压和重复频率越高,延时漂移时间越大。在温漂一定时间后,准分子激光放大器内部系统达到热平衡,以外部触发信号为基准,准分子光脉冲信号实现在5、10、15 Hz重复频率下的5 ns内低抖动出光。     

微波短脉冲时域合成效率研究

功率合成是未来微波技术的重要发展方向之一,通常对于高功率微波雷达、超宽带雷达等新型系统,其辐射脉冲的宽度多在ns 至数十ns 量级,研究功率合成技术时不仅需要考虑合成单元输出相位的相干性,同时在时域上也必须考虑各短脉冲之间的延时抖动对功率合成影响。基于数理统计方法,推导计算了高斯和矩形两种典型脉冲在不同延时抖动分布特性下,微波短脉冲时域合成效率的理论预估公式,并将理论预估公式与数值模拟计算结果进行了对比分析,验证了理论预估公式的合理性,为后续微波短脉冲功率合成系统的技术研究提供了参考。     

一种用于脉冲延时发生器中消除触发抖动的方法

针对延时脉冲发生器在外触发模式下,触发信号与时钟信号不同步造成的随机抖动问题,提出了一种随机抖动消除方法。该方法在FPGA(Field-Programmable Gate Array, FPGA)内部设计多路并行TDC(Time-to-Digital Converter, TDC)对随机抖动进行实时精确测量,然后通过数字延时和压控模拟延时电路进行相应随机抖动的补偿,从而提高了脉冲延时的分辨率和精度。测试结果表明,测量模块造成脉冲的抖动为18.9 ps,抖动补偿模块的抖动为4.2 ps,最终系统的抖动为19.3 ps。     

一种基于差分技术的CBR业务时钟自适应恢复算法与方案

信元在ATM网内传输时,由于网内缓存的存在,造成了信元延时抖动。信元延时抖动对基于PLL的恒定比特率业务时钟的自适应恢复有很大影响,即时钟的抖动/漂移比较明显。这使得这种基于PLL的CBR业务时钟恢复方案在某些场合不能应用。本文提出了一种基于差分技术的时钟自适应恢复新方案,该方案可以明显地降低由于信元延时抖动而造成的CBR业务时钟的抖动和漂移,同时不增加缓存的容量。     

太赫兹时域光谱仪中幅值噪声的分析

明确指出太赫兹时域光谱仪系统的幅值噪声的来源为延时线的重合抖动、采样抖动以及飞秒激光功率的波动。通过理论和实验相结合的方法证明,在测量样品的折射率和吸收系数等光学常量时,延时线的重合抖动和采样抖动影响着系统提取的折射率值的精确度;延时线的采样抖动和激光功率波动分别影响着系统提取的吸收系数的高频部分和低频部分的精确度。     

一种基于差分技术的CBR业务时钟自适应恢复方案

信元在ＡＴＭ网内传送时，不可避免地产生了信元延时抖动。信元延时抖动对于基于ＡＴＭ平台的ＣＢＲ业务时钟自适应恢复有很大的负面影响［１～５］，即会造成时钟频率的抖动和漂移。这使得这种时钟恢复方案在某些场合不能应用［１，２］。本文提出了一种基于差分技术的业务时钟恢复方案，该方案可以显著地降低由于信元延时抖动而造成的业务时钟频率的抖动和漂移，同时不增加缓存的容量，即不会增加信元的总的延时。这对于提高基于ＡＴＭ平台的ＣＢＲ业务的质量有着较大的意义。     

一种低功耗CMOS可编程模拟延时电路

提出了一种基于65 nm CMOS工艺的5位可编程模拟延时电路。采用1.2 V的电源电压和0.01 V的步进控制电压来实现方波输入信号的延时控制。利用Cadence软件对该延时电路进行了性能分析。仿真结果表明,在典型低阈值工艺角下,该延时电路利用5位延时控制信号达到了0.34 ns/LSB的最高延时分辨率和41.47 ns的最长输出延时,实现了对1 kHz~1 MHz范围的数字方波信号的有效延时控制。该延时电路适用于低频数据采集、数据存储等系统。     

一种一体化光纤声光调制器

该文采用光纤声光调制器集成化、低功耗和热仿真设计技术,设计并制作了工作波长1550nm、光脉冲上升时间16．7ns、光脉冲延时抖动1．5ns、电功耗0．72 W(脉冲)、整体尺寸59．56mm×49．48mm×14．6mm 的高性能一体化光纤声光调制器。结果表明,该调制器具有体积小及功耗低等优点,对小型化低功耗光纤激光器、 激光测风雷达及光纤分布式传感系统的研制有一定促进作用。     

宽温宽带高精度可调光纤延时线的设计与研究

针对宽温宽带大动态高精度光延时调控的需求,结合数控级联和空间光连续可调延时技术,设计了一种大动态高精度延时稳定可调的9 bit光纤延时线,并采用磁光开关和稳相光纤搭建了工程样机.试验结果表明,样机在60℃宽温范围内实现了工作频率1～18 GHz,以5 ns为步进,延时范围达2 555 ns,延时精度优于士5.8ps的任意可调;同时,针对某一延时点实现了动态范围为600 ps、精度优于1 ps的延时连续可调.     

一种去抖动延时可调键盘电路的设计

键盘电路设计中,选用不同的开关,对键盘去抖动延时时间长短要求就不同。文章给出了一个基于CPLD/FPGA设计的具有去抖动延时时间任意可调的键盘电路设计,通过调整外输入时钟脉冲周期的大小来调整去抖动延时时间的长短。     

基于RTP／RTCP协议的加密语音传输

文章提出了一种基于RTP/RTCP协议的加密语音传输模块 ,该模块根据RTCP监测网络状态 ,如传输延时、延时抖动。它采用接收缓冲区策略来适应一定范围内的延时抖动并采用语音平滑技术和回波抵消 ,提高通话质量 ,同时RTP层具有对明文窃听、攻击的保护 ,提高通信的保密性。