可调谐半导体激光器压电驱动系统的优化设计

针对可调谐半导体激光器中普遍存在的输出光频率无跳模调谐范围小、扫描频率低、结构复杂等亟待解决的问题，研究了可调谐半导体激光器内部压电驱动系统的动力学特性。基于提高回转精度、降低轴心偏移量的设计目标，提出了一种多叶片并联的星型柔性机构结构。基于Lagrange方程和Duhamel积分，分别建立了压电驱动系统的运动微分方程和振动方程，在此基础上建立了柔性机构的动力学模型并对其结构参数进行了优化。最后，搭建了压电驱动系统动态特性测试平台，测试了压电驱动系统的机械响应特性以及可调谐半导体激光器的输出光可调谐范围。实验结果表明，压电驱动系统一阶固有频率为2187 Hz,柔性机构最大轴心偏移量为0.947 mm。在可调谐半导体激光器无跳模调谐性能测试中，当调谐频率为20 Hz时，实现了103.5 GHz的无跳模调谐范围。