分布式反馈(DFB)激光器的调控

本文主要介绍了分布式反馈激光器及如何解决激光器功率衰减的补偿 ,对其进行控制 。

新型分布反馈式气体激光器

本文论述了三种分布反馈(DFB)式气体激光器的理论及其首次实现的情况,这三种气体激光器是线性DFB激光器、螺旋DFB激光器和与二阶DFB效应相关的切向入射光栅式激光器。这些新型激光器是分别把线性周期金属波导、螺旋型金属波导以及带光栅的楔形金属波导应用到496μm光泵远红外CH_3F激光器上而实现的。螺旋DFB结构在激光研究上是一个新的概念,它引起人们的兴趣不仅在微波技术方面,同样在染料激光器和胆甾醇液晶的研究方面。DFB气体激光器未来研究的一个目标是实现10μm波长的CO_2 DFB激光器,它将具有很优异的特性和应用价值。

基于分布反馈式半导体激光器的光纤甲烷传感器

简介了一种基于分布反馈式半导体激光器(DFBLD)的光纤甲烷气体传感器,在甲烷气体光谱吸收的基础上,利用差分吸收技术,实现瓦斯浓度在线检测。还介绍了DFBLD工作原理,给出了初步的实验性设想。对此光纤甲烷气体传感器只要稍加改进或换上其它附件,即可测量其它多种气体的浓度,在气体浓度测量领域,具有很好的应用前景。

利用位置式数字PID算法提高DFB激光器驱动电源稳定性

由于分布反馈式(DFB)激光器输出光功率受其激射电流的影响,为了保证其稳定的光功率输出,研制了基于位移式数字PID算法的高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件设计方面,该驱动电源主要由控制器模块、恒流源模块和保护电路模块组成。采用模拟PI深度负反馈环节有效地提高了驱动电流的稳定性。在软件方面,采用位置式数字PID算法,消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异。利用该驱动电源,对中心波长为1 563.01 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明,长期稳定性(>220 h)优于4×10-5,中心波长未出现漂移,为其在红外气体检测中提供了优越性能保障。

分布式反馈激光器全球专利分析

分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser,DFB)因其优异的光谱特性与调制特性,已经成为通信系统中最为重要、使用最为广泛的光源之一。对全球DFB激光器的专利布局从年度申请量、申请人、地域分布、技术分布等多个角度进行分析,并对其中有特点的专利进行分析解读,,从专利角度对我国DFB激光器研究机构提供信息参考。

双通道分布反馈式激光器温度控制仪的研制

研制了基于分布反馈式激光器的温度控制电路,用于实现激光器的恒温控制。激光器在恒温控制下,可以实现输出波长的稳定性。电路中使用AND8831作为TEC控制器,实验结果验证了研制电路的稳定性,并通过光谱测试,验证了温度控制的有效性和可靠性,研究成果能够为分布反馈式激光器领域的应用提供参考。

高稳定、强鲁棒性DFB激光器温度控制系统

为减少分布式反馈(DFB)激光器输出波长和光功率受其工作温度波动的影响,采用Ziegler-Nichols比例-积分-微分(PID)控制算法,设计并研制了一种具有强鲁棒性的DFB激光器温度控制系统。利用该温度控制系统,对中国科学院半导体研究所研制的中心波长为1.742μm的DFB激光器进行了温度控制测试。实验证明,该系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5～60℃,并在长时间(220min)运行中,DFB激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,为DFB激光器在红外气体检测领域的实用化提供了性能保障。

分布反馈式太赫兹量子级联激光器在光场自注入下的动力学

基于Lang-Kobayashi方程并引入可用于描述分布反馈式光栅对腔内光场耦合效应的修正端面反射系数,研究了分布反馈式太赫兹量子级联激光器在不同光场自注入强度下的动力学响应行为。随着自注入光场强度的增加,激光器由稳态向周期态、准周期态,甚至混沌状态过渡,但是太赫兹量子级联激光器和传统半导体激光器相比,可以在更大的自注入强度下保持稳定。移动目标反射物时,工作在稳态、周期态和准周期态下的分布反馈式太赫兹量子级联激光器的输出信号可正确描述反射物的移动规律,但处于混沌状态的激光器输出信号将出现失真。通过与典型稳态解模型对比可知,所提理论模型可提供更精确的输出信号规律。该研究为描述有光栅结构的量子级联激光器的动力学行为提供了理论支撑,也从理论上探索了分布反馈式太赫兹量子级联激光器在自注入成像技术应用中的可能。

DFB光纤激光器声致弯曲振动研究

对利用DFB(分布反馈式)光纤激光器进行水声探测时的弯曲振动问题进行了分析与实验研究。总结了采用非平衡干涉仪解调系统解调的DFB光纤激光水听器的声压灵敏度计算公式;基于梁的弯曲理论,通过数值方法计算了两端固定的DFB光纤激光器在50Hz^2000Hz频率范围内的声压灵敏度,绘制了该频率范围内的频响曲线;采用振动液柱法对一支DFB光纤激光器在该频率范围内进行了实验研究,实验数据具有良好的可重复性,实验结果与理论分析吻合。表明了细长型结构的DFB光纤激光器在水声场中很容易由于弯曲振动而引入较大的非声压振动的干扰信号,影响其水声探测性能,有必要在DFB光纤激光水听器探头的设计中考虑这一因素。

用注入锁模法改善DFB激光器的频率响应

验证了通过注入锁模方法,分布反馈(DFB)半导体激光器的频率响应可以得到明显的改善.实验中通过一个环形器,将主激光器的输出光注入到从激光器·测量了从激光器在有注入光和没有注入光时的光谱和频率响应·发现在不同的注入光强度和波长下,激光器的调制带宽和弛豫振荡峰频率会发生变化·通过适当选择注入光的强度和波长,频率响应可以得到改善.激光器频率响应的改善可以用两个模式的拍频来解释,一个模式是从激光器的主模,另一个是主激光器的模式,该模式与从激光器的边带重合.该理论与实验结果符合得很好.

基于STM32的DFB气体激光器驱动电路设计与实验

可调谐半导体激光吸收光谱技术气体痕量检测系统中,激光器驱动电路存在模块体积大、电流纹波大、温度漂移严重、响应速度慢等问题,容易导致激光器波长偏离谱线吸收峰,影响系统测量精度。为解决上述问题,首先设计集高精度恒流源、实时监测电路、电阻-电压变换电路、温度采集电路、MAX1978制冷器控制芯片、数字PID整定算法等于一体的激光驱动器;然后,实验测试激光驱动器对DFB激光器(1627 nm)电流调谐与温度控制的性能,分析确定DFB激光器波长的电流调谐系数、温度调谐系数以及内部温度误差来源;最后,通过改进B值计算及校正方法,对激光驱动器温度控制误差进行补偿,实现DFB激光器输出波长的精准锁定。实验表明:改善后的激光驱动器较传统激光驱动器的驱动电流绝对误差降低54.5%(±0.005 mA);控制温度绝对误差降低71.4%(±0.01℃);响应时间提高2.98倍(0.067 s/℃);C2H4气体检测系统精度提高17%。研究结果为TDLAS气体检测方法的应用提供了可靠的技术支撑。

用于SERF原子磁力仪的DFB激光器温度控制系统

由于分布反馈式(DFB)激光器的工作温度会影响其激射波长,降低无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力仪的磁场测量灵敏度,以TMS320LF2812为核心控制器,采用数字比例-积分-微分(PID)控制技术,设计并研制了一种高精度、高稳定性DFB激光器温度控制系统。在硬件电路设计方面,由温度控制前向通路和温度采集后向通路组成,构成完整的闭环温度控制结构。软件设计中,采用ZieglerNichols工程整定方法,实现对P、I和D三个参数的整定。以中心波长为852 nm的DFB激光器为被控对象,利用该温度控制系统对其进行了温度控制实验。实验结果表明:系统的有效控温范围为5~60℃,控温精度为±0.02℃,稳定时间为20 s。并且在长时间(220 min)测试中,DFB激光器工作温度稳定性优于7.9×10^(-4)(RMS),为其在SERF原子磁力仪的实用化方面提供了性能保障。

利用光自注入改善DFB激光器的频率响应

介绍了一种简单有效的自注入方法,通过该方法对直接调制的分布反馈半导体激光器进行光自注入,可以得到非常平坦的频率响应曲线.实验中使用一个环形器和一个1×2耦合器来实现光自注入.实验结果表明,在不同的偏置电流下,适当改变自注入光的偏振状态,频率响应曲线的张弛振荡峰可以得到很好地抑制.

分布反馈式光纤激光水听器阵列研究进展

介绍了目前国内外采用的波分复用、空分复用技术的成阵原理,对要达到零级海况(DSS0)探测要求的水听器灵敏度进行了推导,在此基础上对国内外DFB光纤激光水听器阵列的发展现状进行了总结,最后对DFB光纤激光水听器的发展前景进行了展望。

采用数模混合双闭环方法的DFB激光器驱动电源

由于驱动电流波动会影响分布式反馈式(DFB)激光器激射波长及发光功率,采用数模混合双闭环技术,以TMS320LF28335为核心控制器,设计并研制了一种高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件电路设计方面,该激光器驱动电源采用运算放大器深度负反馈原理,提高了系统的稳定性(优于4×10-5)。软件设计中,引入Ziegler-Nichols PID算法,消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异(小于0.5%)。同时,该驱动电源具备防上电/断电冲击保护电路、延时软启动电路和过流保护电路等保护电路。利用该驱动电源,对中心波长为1742 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明,在长时间(>220 h)稳定性测试中,驱动电流稳定度优于4×10-5(RMS),满足DFB激光器对驱动电流的要求,具有很强的实用价值。

半导体DFB激光器的自动温度控制

阐述了半导体热电制冷器(TEC)的工作原理,分析了线性驱动和脉冲宽度调制(PWM)驱动TEC的原理以及各自的特点,对Linear公司的热电制冷器控制芯片LTC1923作了介绍,讨论了基于LTC1923的半导体分布反馈式(DFB)激光器自动温度控制电路,并对实验和实际应用的结果进行了分析,给出了实测数据和波形。实验结果表明激光器中心波长变化范围为±5 pm,对应管芯温度变化±0.05℃,说明温控电路可以有效地对激光器的工作温度进行控制。

基于PID算法的高稳定性DFB激光器温度控制器

针对分布反馈式（DFB）激光器的输出波长和发光功率受其工作温度影响的问题，利用微型控制器TMS320LF28335设计并研制了高稳定性DFB激光器温度控制器；硬件电路主要包括TEC控制模块、温度信号采集模块和电流信息采集模块，采用数字离散化的Ziegler—Nichols比例一积分-微分（PID）控制算法，减少了温度的超调量，提高了该系统的稳定性，利用该温度控制系统，对中心波长为1．742μm的DFB激光器进行了温度控制测试；实验证明该系统的控制精度为土0．05℃，温度控制范围为5～60℃，并在长时间（220 min）运行中，DFB激光器工作状态稳定，中心波长未出现漂移。

波长可调谐DFB激光器及其进展

目前,可调谐激光器是高速大容量光通信系统、波分复用、时分复用系统中的关键器件,也是光测试和快速波长交换等系统的重要光源,有着重要意义和广泛的应用前景。本文介绍了波长可调谐分布反馈(DFB)激光器及其进展。

DFB激光器调制特性ANN建模与设计

通过研究分布反馈式(DFB)激光器调制特性的速率方程,推导了调制特性的解析表达式,建立了调制特性神经网络(ANN)模型,计算机仿真与理论分析的结果相吻合。用此模型对激光器结构进行了仿真设计,得到的结果对激光器的生产设计具有重要的指导意义。