改善连续半导体激光器驱动源性能的研究

阐述了改善连续半导体激光器驱动电源性能的有效措施。从而提高了半导体驱动电源的抗干扰能力和恒流电流输出的稳定性。进而保证了半导体激光器的工作寿命和工作稳定性等性能。使该半导体激光器驱动电源进入了实用阶段。

脉冲激光测距时间间隔测量技术

在脉冲激光测距系统中,为提高时间间隔测量的精度,采用插值法进行时间间隔测量。在分析传统的数字计数法测量原理与误差的基础上,重点研究了插值法。其测量对象针对传统数字计数法中待测脉冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔。测量采用电容充放电技术,把时间间隔加入到一个时间扩展模块(通常为一只高精度的电容),实现时间上的放大,再对放大后的时间进行测量,可提高时间测量的精度。利用该方法得到的时间间隔测量精度可达到100 ps,对应于1.5 cm的测距精度。

激光辅助照明主动红外成像研究

介绍了激光辅助照明主动红外成像系统的基本原理和组成、激光光源的制作和技术参数、光学系统和接收器件的选用。研究了半导体激光光纤耦合器件作为夜视光源其制作中光束整形、均匀化方法和性能指标,并根据CCD相机光谱进行分析来选用合适的接收器件。研制出一台激光辅助照明主动红外成像样机,通过多次外场实验,获得质量较好的夜视图像。该设备造价低廉,像质较好,可以用于民用的安全监控,也可作为轻武器火控或单兵观瞄等用于军事领域的夜视观察。

半导体激光夜视图像处理技术研究

半导体激光夜视系统采用激光器作为照明源,可在全黑的夜间条件下获得景物图像。但在公安和交通领域应用中,由于激光能量较集中,对车船类型及号牌信息的提取造成了困难。为此,对夜视图像的成像过程中导致图像变坏的原因进行了分析,并利用图像灰度变换、边缘检测、特征量选择及模板匹配、图像帧积累等图像处理技术改善了夜视图像的质量。实现了车船的类型及号牌的识别。该项技术也可用于军事及其他民用领域。

高功率905nm InGaAs隧道结串联叠层半导体激光器

设计出了隧道结串联叠层半导体激光器结构,采用分子束外延进行激光器材料的外延生长,材料经过光刻、腐蚀、欧姆接触、解理、腔面镀高反射/减反射膜、焊装等工艺,制作成条宽200μm、腔长800μm的半导体激光器。两隧道结激光器在脉冲宽度100ns,重复频率10kHz,30A工作电流下输出功率达到80 W,峰值发射波长为905.6nm,器件的阈值电流为0.8A,水平和垂直方向的发散角分别为7.8°和25°。

大功率窄脉冲半导体激光光源等效电路参数研究

针对大功率窄脉冲激光光源的激光器多管芯组合结构等效电路的参数提取困难的问题,提出了基于外特性测量法来提取激光器多管芯组合结构等效电路参数的简捷方法。其特点是:在不知道半导体激光器的材料及内部结构的情况下,通过对实物电路系统电参数的测量并利用Pspice仿真软件经多次参数拟合来获得半导体激光器等效电路参数。实验结果表明,利用该方法提取的半导体激光器等效电路参数与国外产品给出的等效电路参数相吻合。它为大功率窄脉冲半导体激光器驱动源的设计提供了依据,对多个管芯的组合方式、组合结构设计及装配工艺具有指导意义。在此基础上,设计并制作了半导体激光器板载结构的驱动源电路实验系统,其输出功率为180 W,光脉冲的上升时间为3.2 ns,脉冲的宽度为8.3 ns.

激光驾束制导系统编码调制技术的研究

基于空间调频编码的原理,阐述了激光驾束制导武器系统的工作原理,研究了实现该系统的编码方式和调制技术。建立了偏离误差的数学模型,设计了一种新的调制盘的工作图案,该图案是相错90°的两条码道,每条码道是刻有一定规律的明暗相间的三排光栅图案组成。能以二维的坐标给出导弹的方位信息,且可线性地给出导弹偏离光轴中心的脱靶量。该调制编码设计已经过了室内及2公里的野外实验,实验结果表明:对导弹脱靶量的测量是可行的,各参数设计能满足制导精度要求,效果良好。

半导体激光器驱动源功率器件的建模与仿真

模拟电路、数字电路及数模混合电路中小信号电路的仿真技术现已趋于成熟,而大功率电路的仿真技术尚需完善。当大功率器件处于工作状态时,功率器件会发热。小信号电路的仿真技术尚不能模拟大功率电路的工作状态。半导体激光器驱动源功率执行级为大功率电路,建立能描述其功率器件工作状态的PSPICE仿真软件模型是亟待解决的问题之一。依据功率器件的结构、工作原理及其功耗等建立了包含热模型的金属—氧化物—半导体场效应晶体管(MOSFET)模型,使用此模型对半导体激光器驱动源进行了计算机仿真优化研究。通过实际系统验证了该模型的正确性。该模型也适用于其它大功率电路的计算机仿真。

连续半导体激光器驱动电源

本文介绍了由单片机控制的连续半导体圾光器驱动电源，系统的阐述了其工作原理、软硬件构成。实际应用表明，本驱动电源具有智能化程度高、抗干扰能力强、电源稳定度高、对激光器无损害等优点。

高功率半导体激光器光纤耦合模块的可靠性研究

文章从高功率半导体激光器光纤耦合模块的组成和各个部分的机理出发,详细分析了影响其可靠性的因素,主要有以下三个方面:激光器自身的因素、耦合封装工艺和电学因素。通过优化原有工艺与采用新技术,提高了模块的可靠性,拓宽了其应用领域。

线阵列半导体激光器高效激励源研究

针对40W连续工作的线阵列半导体激光器激励源进行设计和研究,通过同步整流技术、软开关技术及负载点的高效理念,实现DC/DC转换电路的高效及恒流电路的高效,最终实现激励源的高效。电流为30A时,转换效率为90.5%;电流为50A时,转换效率为86.4%。

一种非接触光电尺寸检测仪研制

本文详细论述了非接触光电尺寸检测仪的原理、结构。该检测仪可用于各种材料尺寸、厚度的非接触测量。

高功率窄脉冲半导体激光器模块的研究

为获得脉冲宽度窄、前沿上升速度快的大功率激光输出,以提高激光引信等武器装备抗干扰的性能,设计出了一种由高压电源、驱动电路及多管芯激光器组成的高功率窄脉冲半导体激光器模块。激光器采用多管芯串并联组合发光的方式,驱动电路部分实现高压储能放电,使用了高速开关断器件MOSFET作为LD放电回路的开关,应用板载技术进行封装。在较大光功率输出的同时,脉冲波形宽度更窄、前沿上升速度更快。最后经Or CAD/Pspice软件进行仿真分析。实验结果表明,模块实现了高功率窄脉冲的激光输出,得到脉冲宽度为8ns、上升时间为2ns的窄脉冲,最大输出功率可达200W。

平衡光学锁相环的性能分析

光学锁相环是光通信系统的重要组成部分,决定着光通信的质量。本文通过平衡锁相环的原理和结构模型,分析了平衡锁相环的噪声和线宽对相干通信影响。

用于引信的组合发光系统研究

为了得到周视引信所需光源的整形光束,每个光源采用3个平铺排列的半导体激光器组合发光而得到,用Zemax在序列模式下对激光快、慢轴的光束使用柱面镜分别进行准直和扩束。在两个方向的发散角均满足条件后,使用此透镜结构,在非序列模式下以3个激光光源进行模拟,实验结果证明,虽然和在序列模式下略有变化,但基本满足需求,实现了快轴方向准直后为1.34°,慢轴方向扩束后为50.6°。

一种高功率光纤耦合半导体激光器无水冷封装模块封装方法

无水冷封装技术在大功率,小体积,低功耗等方面呈现的发展潜力,使无制冷封装技术成为急待突破的核心技术。提供一种实现半导体激光器高功率光纤耦合输出的设计,并重点介绍了无水冷封装模块的封装方法。

不同焊料对微盘腔半导体激光器散热的影响

通过对微盘腔半导体激光器热特性及散热方式的理论分析,建立倒封装微盘腔半导体激光器物理散热模型,针对其在稳态工作下的热特性,利用ANSYS有限元分析软件,分析了三种焊料分别为In、Sn0.2Au0.8、Sn0.48In0.52、以及AlN散热片对微盘腔半导体激光器的散热效果的影响。结果显示,In焊料的散热效果较好,芯片温升为4.506 K;Sn0.48In0.52焊料的散热效果较差,最高温升为6.501 K;Sn0.2Au0.8焊料散热效果较In焊料略差接近0.1 K。AlN散热片的热扩散区域更大,散热效果受散热片尺寸影响比较大。从热膨胀系数、焊料热稳定性以及焊料成本来看,In焊料适用于基础实验,Sn0.2Au0.8适用于要求严格的科研实验或批量生产。

微盘腔半导体激光器阵列热分析

微腔激光器由于其具有几何图形简单、体积小、阈值低、可动态模操作、易与其他电子元件集成等优势被人们广泛研究。对已实现定向输出的微腔激光器,可通过阵列分布方式有效提高其输出功率。本文通过建立微盘腔半导体激光器散热模型,利用ANSYS有限元分析软件进行稳态工作下的模拟仿真。在微盘腔激光器阵列散热模式探究的基础上,通过改变激光器阵列周期,得到了芯片温度变化规律。结果显示,在阵列周期550 µm时半径为100 µm微腔激光器阵列可以达到较为理想的散热效果。

InGaAsP/GaAs单量子阱半导体激光器光学特性的研究

用改进的液相外延方法 L PE 生长了无铝的 In Ga As P/Ga As分别限制单量子阱半导体激光器 ,测量其远场分布近似为高斯分布 .用缓变波导理论分析了产生这种分布所对应的光波导结构的折射率分布模型 ,并简单解释了其生成原因 。