大功率声光Q开关的研制

简述了大功率声光Q开关的原理及设计要点：偏振不灵敏性；光束发散度与声束发散度的匹配；衍射效率与超声频率的关系。并给出了关键工艺技术和合理结构。     

声光Q开关

本文介绍了声光Q开关的工作原理及工作于1.06μm光波长,50MHz超声频率,4mm通光孔径的布喇格型熔石英介质声光Q开关的设计与制作。     

高功率DPL用声光Q开关组件

文中介绍了应用于高功率DPL调Q的声光Q开关组件,描述了声光Q开关的工作原理,着重介绍了声光Q开关关键指标衍射效率、插入损耗的设计方法,给出了驱动电源的设计框图、调Q同步电路的设计考虑,降低电脉冲下降时间的思路,得到了工作波长1.064μm,通光长度44 mm,光束直径3.5 mm,衍射效率85%,关断DPL连续功率331 W,腔内插入损耗8%,内调制频率500 Hz～10 kHz连续可调,电脉冲下降时间100 ns,电路延时时间50 ns～1μs可调的实验结果.该组件衍射效率高、插入损耗低.已小批量用于激光表演机、大功率激光打标机,激光毛化机等系统中,也可用于激光测距机、激光雷达、激光卫星间通信等方面,具有广阔的应用前景.     

大功率声光Q开关驱动器电磁兼容设计

介绍了声光Q开关驱动器的工作原理,讨论了其电磁兼容设计的必要性。从元器件选取、印制电路板(PCB)设计、滤波、接地及屏蔽等方面给出了具体设计方法。采用该方法设计的驱动器电磁辐射明显改善。在同等工作条件下,工作频率的电磁辐射减小了14dBm。     

传导冷却型声光Q开关

介绍了一种用于钒酸钇激光器的传导冷却型声光Q开关的设计、制作及应用.文章首次提出用调Q效率来表征声光Q开关释放激光的能力,给出了调Q效率的定义,并分析了影响调Q效率的因素.这种声光Q开关采用石英晶体作声光互作用介质,通光方向的长度仅为33.8 mm,在驱动功率12 W时线偏振光衍射效率达88％.用于端面泵浦的钒酸钇激光器中,关断了1.064 μm激光功率15W,在脉冲频率25 kHz时,调Q得到的脉冲宽度为8 ns,峰值功率45 kW.     

低损耗高效率声光Q开关技术

介绍了用于二极管泵浦固体激光器声光Q开关的设计、制作及应用。该声光Q开关采用重火石玻璃作声光介质，其互作用长度仅为15mm，衍射效率高达80％，插入损耗仅为8％。通过适当的电路设计，驱动电源电脉冲下降时间为6ns，这样调Q得到的脉冲激光宽度为7．68ns，在10kHz调制频率下，峰值功率达72．9kW。     

两维声光Q开关

报道了一种实用高效的两维声光Ｑ开关，描述了两维声光Ｑ开关的基本原理，详细推导出正常布喇格衍射的两维声光Ｑ开关衍射效率和衍射损耗的表达式，分析了两维布喇格衍射和一维布喇格衍射之间的关系，并给出了在驱动功率４０Ｗ，光束直径５ｍｍ，光波长１．０６μｍ时衍射损耗达５０％的实验结果。     

声光Q开关波导CO2激光器

用Ge单晶作为声光介质首次研制出声光Q开关波导CO2激光器,Q开关激光脉冲重复频率从0Hz到200kHz任意可调。文中对这种Q开关激光器的性能作了介绍。     

2.7 μm声光Q开关

介绍了2.7μm声光Q开关的设计、制作及应用。该器件采用氧化碲晶体作为声光互作用介质,铌酸锂晶体作为压电换能器材料,工作频率为27.12MHz。实验结果表明,在20W电功率的驱动下,对于2.7μm的光波长,衍射效率达55%,光透过率高于99%。该文还考虑了吸声和散热的问题,设计和制作了一套水冷散热机制,实验证明效果良好。     

2μm声光Q开关

介绍了一种用于固体激光器调Q的2μm声光Q开关。首次使用"失配率"来表征声光器件的阻抗失配程度,并采用LC匹配网络使阻抗失配率从0.82降低到0,衍射损耗提高了1倍。该文还提出了通过减小声光介质的厚度来提高散热速率和产品可靠性的设计方案。该声光Q开关采用石英晶体作为声光互作用介质,通光方向长度45mm,有效光孔径φ3mm,在驱动功率80W时对2μm线偏光衍射损耗达到了88%。该器件用于Ho∶YA激光器中,在重复频率10kHz时,获得的单脉冲能量1.6mJ,脉冲宽度20ns。     

光反馈双路自动控制声光调Q驱动器

提出了新型的光反馈双路自动控制声光调Q驱动器方案.它能够同步控制声光Q开关和LD抽运源的运转,实现根据测出的上一次Q开关打开至光脉冲产生间隔自动控制下一次调Q持续时间的功能,并具有10 W以上的功率输出和15 ns(1个射频驱动振荡周期)内的声光Q开关响应时间的优良性能.可以在保持光脉冲性能、节省能源、高热稳定性的前提下,提升声光调Q全固态激光器在各种环境下的稳定性和易调节性.     

1 μm调Q脉冲光纤激光器的高频驱动器

声光调制器驱动器是脉冲光纤激光器中的重要部分,如何提高与完善驱动电路的性能指标成为决定输出激光品质的一个重要因素。该文提出了低功耗,输出功率稳定可调的声光调Q驱动器方案。它通过2ASK调制来控制射频功率的输出,进而控制声光Q开关的时间和重复频率;并具有2 W的射频功率输出、20~200 kHz的重复频率、10 ns(1个射频驱动振荡周期)内的声光Q开关响应时间的优良性能。     

一种高效率，高功率因素的分段式线性恒流LED驱动器

本文基于自适应分段式线性架构,提出了一种高效率、高功率因素的线性恒流LED驱动器。在输入电压变化时,该LED驱动器可根据分段LED电压降自动切换LED灯串,增加了LED被点亮的时间,在提高系统效率和功率因子的同时,还简化了系统设计。由于不需要电解电容和磁性元件,该LED驱动器可以实现小体积、长寿命和低成本。驱动器采用0.8μm 5V/40V HVCMOS 工艺完成了流片,有效面积为820×920μm2。测试结果显示：内部基准电压为500±7mV,标准偏差仅为4.629mV,因此输出电流将被精确设定。在220V,50Hz市电输入,三串LED灯串个数之比为47:17:16的情况下,系统实现了高达0.974的功率因素和93.4%的转换效率。     

一种应用于WiMAX协议的全集成3.5GHzCMOS功率驱动放大器

A fully integrated CMOS differential power amplifier driver(PAD) is proposed for WiMAX applications. In order to fulfill the differential application requirements,a transmission line transformer is used as the output matching network.A differential inductance constitutes an inter-stage matching network.Meanwhile,an on chip balun realizes input matching as well as single-end to differential conversion.The PAD is fabricated in a 0.13μm RFCMOS process.The chip size is 1.1×1.1 mm~2 with all of the matching network integrated on chip. The saturated power is around 10 dBm and power gain is about 12 dB.     

1.6GHz高线性度低功耗CMOS驱动放大器

提出了一种高线性度低功耗驱动放大器的设计方法,这种设计方法采用最佳偏置(Optimum Biasing)的线性化技术提高线性度.利用这种方法设计了一个工作在1.6GHz的两级驱动放大器,第一级预放大器采用1.8V电源电压,第二级输出放大器采用3.3V电源电压.放大器在TSMC 0.18μM CMOS 工艺下仿真,仿真结果显示放大器的电压增益为31.8dB,三阶交调截取点(OIP3)为20.0dBm,输出1dB压缩点为17.7dBm,输出饱和功率为19.3dBm,静态功耗小于40mW.     

高功率脉冲双包层光纤激光器的新进展

对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟.分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡-放大(MOPA)方法获得133.8 W平均功率脉冲放大输出的实验结果.     

用于空间探测的结构紧凑高功率纳秒激光脉冲光源

报道了基于Nd∶YAG晶体的传导冷却端面泵浦板条放大器结构实现高重复频率、高功率纳秒激光放大输出,系统采用主振荡功率放大结构,整个系统主要包括调Q纳秒激光种子源,小尺寸板条预放大器以及主放大模块。纳秒激光种子源在重复频率为400 Hz的工作条件下,输出激光功率为1.6 W,单脉冲能量为4 mJ,最终获得207 W功率放大激光输出,单脉冲能量超过0.5 J,输出激光脉冲宽度为6.55 ns,激光脉冲峰值功率超过75 MW。     

基于液晶显示屏的低功耗驱动技术

为进一步降低液晶显示器的逻辑功耗,本文以11.6HD、14HD、14FHD为背景,分别从像素结构、驱动技术、驱动电路设计以及背光驱动技术等方面进行了深入研究。首先,研究了不同像素结构(dual Gate+normal像素结构和dual Gate+Z inversion像素结构)下多种像素驱动方法对功耗的影响。接着,研究了像素负载以及像素驱动信号(包括栅极驱动信号和源极驱动信号)对功耗的影响。最后,对比了不同的背光调光方法对功耗的影响。实验结果表明:像素结构、负载大小、驱动方法均对功耗有较大的影响。以14HD为例,点翻转比列翻转会有38.5%的功耗上升;Data load每上升10%,功耗约有8%的上升;VGH每提高1V,功耗上升1.35mW;采用mix-mode调光方式比传统的PWM调光在不同亮度百分比下功耗约降低2%~15%。因此通过对这些功能模块进行优化设计可以有效地降低液晶显示器逻辑功耗。     

高可靠、高效率的白光LED高压驱动芯片

根据白光LED(Light Emitting Diode)的特性及其对驱动电路的要求,提出了一种高可靠、高效率的LED高压驱动芯片,具有线性调光和数字调光两种调光功能。芯片采用简化的脉冲宽度调制(PWM,Pulse Width Modulation)峰值电流控制模式控制通过LED的电流,系统稳定性好,抗干扰能力强。振荡器中新型抖频电路模块的加入,提高了系统的电磁干扰(EMI,Electro Magnetic Interference)性能,使系统可靠性进一步增强。驱动芯片的输入电压范围为8.5 V~40V,输出的驱动电压达7.5V,可有效降低NMOS功率开关管的导通损耗。电路设计采用低静态电流、低反馈电压等低功耗设计技术,提高了系统的电能转换效率。芯片采用CSMC公司1μm 40V高压CMOS工艺模型设计,并完成流片。测试结果验证了抖频电路的作用,系统的最高转换效率达到了95.3%。     

IEEE 802.11a发射前端可变增益放大器和前置功率放大器的研究

本文介绍了用于单片集成IEEE 802.11a发射前端的5.2GHz可变增益放大器和前置功率放大器。本设计采用50GHz 0.35μm SiGe BiCMOS工艺,芯片面积为1.12×1.25mm2。可变增益放大器由5个控制字控制,可变增益范围为34dB,并在-30°C 到 85°C范围内具有较好的温度补偿效果。前置功率放大器采用差分输入、单端输出的结构,负载采用5.2GHz电感电容并联谐振电路。两个电路的总增益最大为29dB,OIP3为11dBm。在2.85V供电条件下,总功耗电流为45mA。