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线性扫频半导体激光器驱动源的研究

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  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

激光动态相干性控制理论与技术研究

激光的动态相干性是指激光在频率、功率等参数动态变化过程中仍能保持高的相干性,其在光谱学、频率计量、激光测量、激光雷达、相干光通信、光束控制以及微波光子学等领域有重要的应用需求。然而,激光产生的物理机理和激光器的结构特征,使得激光频率或功率等参数的调谐能力与其相干性相互制约,研究激光动态相干性的控制与增强方法具有重要的理论意义和应用价值。光锁相技术是目前最有效的激光动态相干性控制技术。然而,由于激光的相位噪声、锁相带宽有限等因素的限制,基于光锁相技术的激光动态相干性控制仍面临诸多技术难题和挑战。本论文围绕激光动态相干性控制的理论和技术开展研究,重点解决激光频率调谐范围和相干性之间的制约问题。论文以基于光锁相技术的激光动态相干性控制为基础,开展大范围扫频激光的相干性控制技术及其应用研究。主要研究内容和创新点体现在以下方面:1.基于光锁相技术的光相干控制理论与实验研究论文对光锁相技术进行了理论建模,分析了锁相环路中关键因素的影响,研究...  (本文共240页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

高功率红光半导体激光器光束质量控制的研究

半导体激光器由于其具有输出功率大、转换效率高、可靠性好、使用寿命长、器件体积小、波长覆盖范围广等优势,是一种被广泛使用的激光光源。但是半导体激光器由于自身的结构,导致器件发出的光在垂直方向和水平方向上存在差异,光束质量相差悬殊,致使光束的束腰位置不重合,存在像散的现象。目前,提高器件的输出功率并且保证器件的光束质量,已经成为半导体激光器行业的研究热点和难点。高输出功率和高光束质量通常是相互矛盾的,在大电流下,器件可以获得较高的输出功率;但是在大电流下,器件内部载流子和电流分布不均匀的现象会加剧,引起器件内部材料的折射率发生不均匀的变化,进而导致器件的远场扩散、发散角变大,严重影响输出光束的质量。因此,我们将非对称光学波导和分区电极引入到常规半导体激光器中。实验结果表明该结构在保证器件输出功率的同时,也改善了器件的光束质量,同时也降低了侧向远场发散角对于电流的依赖程度。本次研究中设计的半导体激光器制作工艺较为简单、生产成本也较低,...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

中红外锑化物半导体激光器外腔光谱合束研究

中红外半导体激光器在环境监测、激光雷达、医学诊断、空间通信及军事国防等领域有着重要的应用前景。由于受到器件结构及材料性质限制,进一步提高输出功率变得十分困难。合束是半导体激光器实现高功率、高亮度激光输出的关键技术。相比于其他合束技术,通过光谱合束技术最有可能获得高功率,高亮度的中红外激光光源。本论文主要围绕中红外锑化物半导体激光器光谱合束技术,开展中红外光谱合束中激光外腔特性相关的研究。进行研究主要工作如下:(1)调研了国内外对于中红外半导体激光器合束技术的研究进展,分析了国内外研究机构对于中红外半导体激光器合束技术的研究,并撰写了一篇综述文章,发表在《红外与激光工程》杂志。(2)在采用输出耦合镜的单管锑化物半导体激光器外腔结构中,探究了输出耦合镜反射率对于激光器谐振腔、输出光束的功率、光束质量和光谱的影响。在输出耦合镜反射率为33.5%时,获得快慢轴M~2因子分别为7.68和10.87,光谱谱宽为490pm,输出效率为72.5...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

高稳定度激光光源温度控制算法研究和实现

高稳定度激光光源在光纤通信、无线激光通信和光纤损耗测量等领域有着广泛的应用。由于半导体激光器的参数具有明显的温度相关性,其工作状态对环境温度的变化十分敏感,故本文高稳定度激光光源温度控制系统将从半导体激光器理论模型出发,基于传统温度控制技术,优化传统PID(Proportion-Integral-Differential)控制算法,通过神经网络整定PID参数来提高系统的温度控制精度,结合负反馈技术来实现提高半导体激光器的工作温度稳定以及输出光功率的稳定性的目的。传统PID控制具有实现简单、直观和较好的鲁棒性等优点,但是PID重要参数的设定过分依赖传统经验指导,并且传统的众多PID参数整定方法受到使用场景的限制、被控制对象具有非线性和时变特性时,传统PID控制无法达到最优状态。神经网络具有很强的自学习能力和非线性处理能力,在控制领域获得了广泛应用,将单神经元网络与PID控制结合形成单神经元网络整定PID参数控制系统,并应用于半导体...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

基于人工神经网络和粒子群算法的半导体激光器参数反向设计方法

半导体激光器在现代生活中的很多领域都发挥着非常重要的作用,特别是在信息技术高速发展的今天,其表现出的经济效益和社会效益都是令人瞩目的。以半导体激光器作为光源的包括接入网、局域网、城域网以及骨千网在内的光纤通信网络,已经遍布全球。光纤通信网络的快速发展使得各人、各企业、各单位以及各国之间都可以实现实时通信,交流即时信息,共享全球资源。人工智能(AI)近年来发展迅速,关于计算机学习的理论知识体系也在逐渐形成。输出功率谱是激光器的一个重要参考特性,从中可得出激光器的阈值电流、峰值功率等重要信息。而输出功率谱是由激光器内部诸多参数共同影响决定的,即一组确定的参数经过数值计算可得出一个功率谱。反向设计在科学研究和社会生产中有非常多的应用。从一个激光器的固定功率谱得出对应于该谱的一组参数,是一个多参量非线性的反向设计问题。半导体激光器参数反向设计方法的传统数值算法有容易陷入局部最优和计算量庞大的缺陷,因此本文提出了一种基于人工神经网络(AN...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光杂志》2018年12期
激光杂志

半导体激光器的物理特性分析及研究

当前半导体激光器的物理特性分析方法忽略了稳态温升曲线的负面影响,获取的测量参数不准确,影响半导体激光器的热特性分析效果,提出新的半导体激光器的热特性分析方法。采用时间常数谱法获取半导体激光器热容的Foster热学模型...  (本文共5页) 阅读全文>>