高功率固体激光驱动器污染控制及片状放大器洁净度改进

针对高功率固体激光驱动器的安全运行,提出了覆盖驱动器建设全过程的污染控制方法,详细介绍了洁净清洗、洁净检测、洁净保护等保障污染控制效果的技术手段,并介绍了神光-Ⅲ主机装置片状放大器洁净度提升所采取的技术途径,以及片状放大器光照清洗实验中气溶胶等级随闪光灯照射次数的变化情况。实验结果表明,神光-Ⅲ主机装置的洁净水平与美国国家点火装置(NIF)接近且优于其他同类装置,洁净度的大幅提升为装置的安全运行提供了有力保障。

应用于对等速率10G-EPON的10Gbit/s突发模式激光驱动器设计

针对IEEE 802.3av标准所定义的对等速率万兆以太无源光网络(10G-EPON)ONU相关应用,设计了一种10 Gbit/s突发模式激光驱动器芯片,并对调制电路和偏置电路的设计进行了改进,以实现较短的突发开启/关断转换时间.本设计采用低成本的0.18μm CMOS工艺进行流片,整个芯片面积为575μm×675μm.测试表明:该芯片可工作在10.312 5 Gbit/s的速率上;当电源电压为1.8 V时,可对50Ω负载提供高达36 mA的调制电流.突发开启/关断转换时间均小于0.2 ns,远低于IEEE 802.3av标准所规定的上限.该突发模式激光驱动器的输出满足10G-EPON时序参数的规定,适用于10G-EPON ONU相关应用.

ICF激光驱动器间接驱动兼顾直接驱动打靶角度的优化设计

为了增加ICF激光驱动器的灵活性,使其可满足多种聚变点火方式,激光驱动器激光打靶角度的优化设计应以间接驱动为主,同时兼顾直接驱动。以神光Ⅲ主机装置为例,基于已有的间接驱动激光打靶角度设计,用球谐模和三维辐照场方法,完成了兼顾直接驱动打靶角度的优化,结果表明优化设计的打靶角度可实现小于1%的球靶表面辐照均匀性。同时分析了激光参数对辐照性能的影响,并获得了满足直接驱动要求的陡边小焦斑设计。

兆焦耳级高功率激光驱动器光机结构设计

兆焦耳级高功率激光驱动器是实现激光惯性约束聚变点火的必备手段,光机结构是兆焦耳激光装置的重要组成部分。对美国国家点火装置(NIF)和法国兆焦耳激光装置(LMJ)的总体结构进行了概述和分析,对神光-Ⅲ激光装置的结构特点进行了介绍,并对重要光机模块的结构特点及安装使用情况进行了分析,对总体集成技术和A6的安装集成情况进行了总结。

高功率激光驱动器光束匀滑技术研究(特邀)

激光驱动惯性约束聚变的打靶过程中,光场不同空间频率的不均匀性会引起内爆的流体力学不稳定性、印痕效应和激光等离子体不稳定性。这些不稳定过程将最终影响内爆压缩倍率,从而影响到点火。为了控制焦斑不均匀性进而抑制不稳定过程,人们提出了束匀滑技术:通过光场调控控制焦斑分布特性,进而控制束靶耦合过程。束匀滑可分为空间域匀滑和时间域匀滑。空间域匀滑通过控制波前形态获得平整的焦斑包络,降低低频不均匀性。时间域匀滑通过控制光束的相干性减弱激光焦斑中的散斑,进而减弱中高频不均匀性。随着抑制更高激光功率密度条件下激光等离子体相互作用的需求愈发紧迫,涌现出一些新型的束匀滑方法。文中介绍了束匀滑技术在大型激光装置上的使用情况,并对目前提出的各种束匀滑技术进行了总结和分析。

超高速激光驱动器电路设计与研制

分别利用0 35μm CMOS工艺和0 2μm GaAs PHEMT(pseudomorphic high electron mobility transistor)工艺实现了激光驱动器集成电路,其工作速率分别为2 5Gb/s和 10Gb/s,可应用于光纤通信 SDH(synchronous dig ital hierarchy)传输系统.

2.5Gbit/s0.35μmCMOS激光驱动器

设计了一种具有自动功率控制功能的激光驱动器电路 .为了获得良好的性能 ,该驱动器采用级联差分放大器和源极跟随器分别进行信号放大和级间阻抗匹配 .该电路的实现采用了 0 .35 μm标准CMOS工艺 .对该电路进行了测试 ,测试结果表明 ,在 2 .5和 5Gbit/s速率下 ,电路输出信号眼图清晰 .在 5V电源电压、2 .5Gbit/s数据速率下 ,该驱动器可提供 0～ 68mA范围内的调制电流 ,满足长距离光纤通信系统的要求 .电路典型功耗 480mW ,芯片面积为 0 .5 7mm2 .

基于CLIPS的激光驱动器故障诊断专家系统设计

针对大型激光驱动器故障定位难,诊断、处置效率低的基本现状,提出利用专家知识和设备状态信息进行故障诊断的基本方法,并以光路自动准直子系统为例介绍了故障诊断专家系统的体系架构、故障树模型、知识库设计和基于CLIPS工具的实现方法,同时利用半实物模拟测试平台对系统进行了测试验证;实验分析结果表明:专家系统有助于提高装置的故障诊断效率、效果和智能化水平,增强系统可用性。

利用集成光学调制器实现ICF固体激光驱动器中激光脉冲任意整形 I.任意整形电脉冲发生器

本文利用ＧａＡｓ场效应晶体管电压控制电流和开关特性成功研制了任意整形电脉冲发生器，该整形电脉冲发生器的每个基元电路产生的基元电脉冲形状和宽度与加在栅极的触发信号相同，幅度由加在ＧａＡｓ场效应晶体管上的负偏压决定，各基元电路产生的用于叠加的基元电脉冲相互独立，使计算机控制栅极偏压进而控制整形电脉冲的形状成为可能．

高功率激光驱动器中小尺度自聚焦和噪声模型

建立了一套线性的近似分析方法,研究高功率激光驱动器中强激光传输的小尺度自聚焦效应和相位噪声对光束传输和光束质量的影响,给出了系统噪声强度、B积分值与光束近场调制对比度之间的定量关系。研究表明,为保证输出光束质量,即近场调制对比度小于给定值,系统内的噪声强度必须符合一定的谱分布。

星光Ⅱ高功率固体激光驱动器研究的新进展

介绍了星光Ⅱ高功率固体激光驱动器的发展历程和物理实验的进展情况 ,研制了用于开展激光等离子体中电子密度与电子温度精密化诊断的两束探针光系统。阐述了激光装置中新能源系统的模块化设计方法以及新型集中控制系统的最新研究进展情况 ,所用方法和所得结论对高功率固体激光驱动器系统的设计具有一定应用意义。

新一代ICF固体激光驱动器和光束质量研究的进展

本文报道了第三届国际年会上新一代惯性约束聚变固体激光驱动器研究的进展。对于激光光束质量和光束传输有关的重要概念也作了分析。

惯性约束聚变能源与激光驱动器

聚变能源是一种“干净的”几乎取之不尽的能源。研究进展表明，有希望在２１世纪中叶实现商业发电。惯性约束聚变则是实现聚变能源的主要途径之一。８０年代末，美国用地下核爆的辐射能量成功地驱动惯性约束聚变，证实了这一技术路线在科学上的可行性。９０年代以来，一些...

ICF激光驱动器总体集成中的关键小批量事件均衡匹配模型研究

关键器件是决定和影响ICF激光驱动器总体输出性能指标的主要因素之一,它也是典型的多规格、小批量事件,其与总体集成过程的均衡、成比例的动态配置关系是ICF激光驱动器工程的管理难题之一。基于神光系列激光驱动器研制的工程实践,借助EOQ经典模型,尝试建立在均衡成比例约束条件下的匹配方法,以期有效提升工程效率,为兆焦耳级激光装置及类似大科学工程在涉及小批量事件的管控方面,提供参照。研究表明,所提均衡匹配模型对于大科学工程项目具有普适意义。

具有采样保持功能的10Gbit／s突发模式激光驱动器的设计与实现①

采用0．18μm CMOS工艺成功设计并实现了一个10Gbit／s突发模式激光驱动器芯片，该芯片可应用于IEEE802．3av标准所定义的对等速率万兆以太网无源光网络系统。此设计对突发模式调制和偏置电路进行了改进，减少了突发开启／关断的转换时间；片内集成了峰／谷值采样保持电路，降低了激光器自动功率控制的成本和复杂度。测试表明：芯片可工作在10．3125Gbit／s速率上；突发开启／关断转换时间均小于0．5ns，满足802．3av标准中时序参数的规定；在125μs的保持周期内，采样保持电路输出电压跌落小于0．5mV。芯片面积为675μm×875μm。

一种新颖的激光驱动器芯片温度补偿电路

基于对激光二极管(LD)输出光功率与流过其上的电流及温度变化关系的分析,研究了激光驱动器芯片温度补偿电路的补偿原理和实现方案,提出了一种简单新颖的称之为温控电流开关的电路,通过片外编程对输出调制电流的温度补偿起点以及补偿力度进行调节。仿真结果显示3.3V工作电压下该电路调制电流的温度补偿斜率可从400 ppm/℃到2×104ppm/℃变化,调制电流的温度补偿起点可从20℃到75℃变化,从而能够灵活地满足不同激光二极管的不同特性的要求。

激光驱动器数字化装配仿真验证关键技术研究

激光驱动器具有规模大,零件多,洁净、精度要求高,部分装配空间狭小的特征,因此其数字化装配仿真验证所面临的难点与关键点也不一样。以靶场变形镜安装工艺仿真验证为例,详细介绍了基于Delmia软件平台激光驱动器数字化装配仿真验证的3大关键技术——顺序装配仿真建模技术、增强仿真建模技术、不同工位仿真验证的快速扩展技术,实现了对工艺、工装详细的仿真验证,丰富了工艺仿真验证的内涵,并以此为基础,针对驱动器的特点,实现了不同工位仿真验证的快速扩展。

用于SDH STM-64光发射机的GaAs PHEMT激光驱动器

介绍了用于SDH系统STM-64速率光发射机用的激光二极管/光调制器驱动器集成电路的设计。电路采用法国OMMIC公司的0.2μm GaAs PHEMTs工艺设计并制造,可以驱动激光二极管和电吸收式调制器。电路由输入匹配电路、预放大电路、源极跟随器、主放大电路、电容耦合电流放大器和输出电路组成。电路芯片面积1.0mm×0.9mm。测试结果表明,电路采用单一正5V电源供电,直流功耗1.4W,可以在10Gb/s速率下正常工作,眼图良好。最高工作速率高于20Gb/s,输出电压幅度2.8V。

高功率固体激光驱动器的优化设计

扼要介绍了高功率固体激光系统物理设计中的一些基本概念 ,并阐述了系统优化设计的主要方法。针对神光 原型装置的物理设计 ,提出了其能流分布设计优化的判据和设计的限制条件 ,给出了原型装置主放大级的初步优化设计结果。

一种数控功率和调制的可视激光驱动器

介绍了一种监测平均光功率的数控功率和调制的可视激光驱动器。