一种半导体激光脉冲种子源的设计与实现

发布时间：2021-04-09 10:56

　　介绍了一种参数可调的半导体激光脉冲种子源的设计与实现,着重介绍了半导体脉冲光产生机理及实现技术。利用CPLD产生参数可调的脉冲信号,对脉冲信号进行压缩及整形后产生窄脉冲信号,窄脉冲信号驱动LD驱动芯片对LD进行直接调制实现脉冲光输出。实现了最小脉冲宽度为1.5 ns和重复频1Hz～100 MHz可调的半导体激光脉冲源。 

【文章来源】：广东通信技术. 2020,40(06)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

半导体激光器调制原理图

根据半导体激光器调制原理,我们设计了图2所示的半导体脉冲激光种子源,其主要包括可编程脉冲产生与控制电路、脉冲压缩与整形电路、电流驱动电路和半导体激光器。其主要原理框图如图2所示。其中可编程脉冲产生电路产生脉宽为μs量级、重复频率可调的脉冲电信号。脉冲信号压缩与整形电路通过对基准脉冲信号进行压缩、整形,生成脉宽可调的ns量级电脉冲信号。参数可调的ns量级电脉冲信号通过电流驱动电路产生用以调制半导体激光器的脉冲电流,从而实现参数可调的脉冲光输出。脉冲光的脉冲宽度和重复频率可由控制软件进行设置。4 半导体激光脉冲种子源的实现

常见的脉冲信号源采用的设计方式有以下几种:采用专用的DDS集成芯片、利用单片机实现脉冲信号的产生、采用FPGA或则CPLD的技术方以及利用74系列芯片延时产生[5]。综合考虑了控制灵活性及长远应用性,我们采用Xilinx公司的XC2C64A编程逻辑器件(CPLD)作为产生参数可调的脉冲信号的主芯片,该芯片具有高速度、低功耗、开发方便、外围电路简单等特点,XC2C64A芯片外部连接图如图3所示。运用HDL语言对XC2C64A芯片进行开发产生一定频率的输出信号,CPLD芯片作为数字信号逻辑芯片,其驱动能力较弱,输出μs量级的波形质量较好,在输出脉冲宽度为ns量级时波形质量差,且输出的的高速脉冲信号波形最高电平只有3.3 V,不足以驱动电流驱动电路。在进入电流驱动电路之前先要将脉宽为μs量级的波形转换为脉宽为ns的脉冲信号。

【参考文献】：
期刊论文
[1]1.064μm半导体激光脉冲种子源的设计[J]. 苏君,邱琪,谢军,廖云,史双瑾.  应用光学. 2008(06)
[2]基于FPGA技术的半导体激光器脉冲驱动电源的设计[J]. 范贤光,孙和义,唐文彦,许文海.  激光杂志. 2007(02)
[3]高功率双包层光纤放大器[J]. 张芳沛,楼祺洪,周军,何兵,董景星,魏运荣,朱健强,王之江.  激光与光电子学进展. 2007(01)
[4]半导体激光器的最新进展及其应用现状[J]. 王德,李学千.  光学精密工程. 2001(03)

硕士论文
[1]半导体激光器驱动电源及其调控[D]. 宋传磊.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3127500