线性扫频半导体激光器驱动源的研究

发布时间：2020-08-25 20:56

【摘要】：基于可调谐半导体激光器产生线性扫频光技术在近些年蓬勃地发展起来,线性扫频光技术在激光测距,无人驾驶,光纤通信,航空航天等领域都有着广泛的应用。线性扫频光技术是要求半导体激光器的输出光频随时间严格线性变化。在激光器直接电流调制的过程中,光频随时间并不是严格线性变化的,调频过程中会产生一定的频率偏移,这会对后续的应用测量产生不利的影响。基于直接电流调制会产生较大调频非线性的情况,重点介绍了一种光电反馈系统,此系统可对动态扫频过程加以补偿控制,从而提高了扫频的线性度和稳定性。本文主要针对光电反馈系统中的积分电路以及积分电路对DFB激光器调制特性进行相关的研究和分析。本文的主要工作如下:1.对半导体激光器的发光原理以及可调谐半导体激光器的发展情况进行了详细的综述,对可调谐半导体激光器实现调频连续光的方法及技术进行了讨论。在此基础上,重点介绍了基于光电反馈系统产生调频连续光的方法。2.含有光电反馈环路的半导体激光器的驱动系统中最核心的部分是积分电路。深入分析了有源积分电路的原理和影响积分电路性能的各种参数,并结合实际情况设计了积分-施密特型电路。在我所在的课题组中,首次对积分电路进行完整的设计、仿真、PCB板卡绘制、电路实验测试以及激光器驱动测试等。3.对DFB激光器注入电流调制原理进行研究。通过静态取点测量,确定了激光器在静态稳定电压下的调频范围和调频线性度。基于静态偏置点的测量数据,选择恰当的工作点和调制范围,通过改变标准三角波的调制频率,来探究相同调制范围的情况下不同的调制频率对扫频范围的影响。并使用方波和有源积分电路来对激光器进行调制,且在控制变量的条件下与标准三角波的调制进行比对和分析。在1kHz的调制频率和[-200mV,200mV]调制范围的情况下,标准三角波驱动DFB激光器产生的调制范围为11.089GHz,有源积分电路驱动DFB激光器产生的调制范围为7.243GHz。最后以积分-施密特型电路为核心构建了光电反馈系统,并在开环和闭环的情况下进行了对比验证。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN248.4
【图文】：

电泵浦式半导体激光器结构简图

图 1-3 光源直接调制频率啁啾速率（a）10.3 GHz/μs，（b）1.4 GHz/μs[26]。从图 1-3 中可以看出，在 100kHz 的扫频速率下（图 1-3（a）），光频出现了较大的抖动，这种现象意味着较高的扫频速率会导致动态线宽变差，那么这必然会降低产生的啁啾波形的质量。这就是当扫频速率过快时，激光器无法在很短的

基于温度调谐和电流补偿产生调频连续光[27]

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本文编号：2804191