【摘要】：基于半導(dǎo)體激光器脈沖種子源和光纖放大器結(jié)構(gòu)的光纖激光器,因其輸出光信號(hào)具有高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、脈沖寬度(Pulse Width,簡(jiǎn)寫PW)和脈沖重復(fù)頻率(Pulse Repetition Frequency,簡(jiǎn)寫PRF)可通過(guò)種子源調(diào)節(jié)等特點(diǎn),主要在單光子探測(cè)、醫(yī)療、軍事、材料加工等方面應(yīng)用。在主振蕩功率放大器(Master OscillatorPowerAmplifier,簡(jiǎn)寫MOPA)系統(tǒng)中,光纖放大器輸出光脈沖參數(shù)如脈沖寬度、重復(fù)頻率、上升和下降時(shí)間,直接受種子源的相應(yīng)參數(shù)的影響。因此,設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體激光器脈沖種子源是構(gòu)建光纖激光器結(jié)構(gòu)的首要工作。結(jié)合現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器脈沖驅(qū)動(dòng)方法和技術(shù),本文提出了兩種半導(dǎo)體激光器窄脈沖種子源的設(shè)計(jì),一種是基于同軸半導(dǎo)體激光器的亞納秒脈沖種子源設(shè)計(jì),另一種是基于蝶形半導(dǎo)體激光器的納秒脈沖種子源設(shè)計(jì)�；谕S半導(dǎo)體激光器的亞納秒脈沖種子源設(shè)計(jì),包括電源供應(yīng)模塊、窄脈沖信號(hào)發(fā)生模塊、窄脈沖驅(qū)動(dòng)電路模塊和半導(dǎo)體激光器。電源供應(yīng)模塊主要功能是為電路中其他模塊提供所需電壓;窄脈沖信號(hào)發(fā)生模塊,采用數(shù)字電路方式產(chǎn)生可調(diào)脈寬和可調(diào)重頻的電信號(hào);在觸發(fā)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下,窄脈沖驅(qū)動(dòng)電路模塊中場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,簡(jiǎn)寫 MOSFET)高速開關(guān)的打開與關(guān)閉,使得半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生光信號(hào)。通過(guò)測(cè)試,該種子源可獲得PW為538ps-10ns、PRF為500kHz-100MHz的光信號(hào);將種子源激光注入到光纖放大器中,未發(fā)現(xiàn)輸出波形的脈沖寬度和光譜發(fā)生畸變,說(shuō)明種子源穩(wěn)定性良好。基于蝶形半導(dǎo)體激光器的納秒脈沖種子源設(shè)計(jì),包括電源供應(yīng)模塊、窄脈沖信號(hào)發(fā)生模塊、窄脈沖驅(qū)動(dòng)電路模塊、溫度控制電路模塊和半導(dǎo)體激光器。與同軸半導(dǎo)體激光器的亞納秒脈沖種子源相比,蝶形半導(dǎo)體激光器的納秒脈沖種子源增加了溫度控制電路模塊。溫度控制電路模塊主要功能是為了恒定半導(dǎo)體激光器的工作溫度,保證它的正常操作。通過(guò)測(cè)試,該種子源可實(shí)現(xiàn)PW為3.5ns-51ns、PRF為5kHz-25MHz的光信號(hào),這已達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
【圖文】：

脈沖驅(qū)動(dòng)器可提供脈沖電流高達(dá)５Ａ、恒流輸出電壓高達(dá)２０Ｖ、脈沖寬度２５ｎＳ－ｌｐＳ逡逑及占空比０．０１％－５．００％，同時(shí)還具有冗余電流限制、瞬態(tài)保護(hù)、浮動(dòng)輸出和安全聯(lián)逡逑鎖的保護(hù)功能。其實(shí)物圖如圖１－２所示。逡逑－ka邋Ｉ逡逑丨：丨邐二邋二今、．邋—＾逡逑＞■邋ｍ邐１。逡逑圖１－２邋ＬＤ驅(qū)動(dòng)器ＬＤＰ－３８３０系列產(chǎn)品逡逑德國(guó)ＰｉｃｏＬＡＳ公司主要從事ＬＤ驅(qū)動(dòng)器、信號(hào)源的研制工作，ＰｉｃｏＬＡＳ公司的逡逑ＬＤ驅(qū)動(dòng)器因可以提供短電流、高性能而被用戶重視。該公司的ＬＤ驅(qū)動(dòng)器的類型逡逑有８種系列。其中，ＢＦＰＳ－ＶＲＨＳＰ邋０２高速種子源驅(qū)動(dòng)器，，可以提供脈沖寬度逡逑５００ｐｓ－３５ｎｓ，輸出電流０－１．６Ａ，數(shù)字電流和脈沖寬度連續(xù)可調(diào)，況且還自帶溫度控逡逑制器功能。逡逑武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司以光纖激光器的研發(fā)為主，首次研制出逡逑了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)高功率的脈沖光纖激光器。可想而知，其研發(fā)水平在國(guó)內(nèi)也是遙遙逡逑領(lǐng)先的。研制出的窄脈寬、高功率的光纖激光器，Ｐ最高可以達(dá)到３０Ｗ、可調(diào)ＰＷ逡逑可達(dá)２ｎｓ－３５０ｎｓ、可調(diào)ＰＲＦ可達(dá)丨０ｋＨｚ－１０００ｋＨｚ等指標(biāo)

逑ｗ逡逑圖１－３窄脈寬高功率光纖激光器產(chǎn)品逡逑深圳創(chuàng)鑫激光股份有限公司，致力于光纖激光器的生產(chǎn)與研發(fā)，主要分為脈逡逑沖類、連續(xù)類、科研類等六個(gè)類別。其中，脈沖類光纖激光器的研宄發(fā)展情況是逡逑ＬＤ脈沖驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)者的主要調(diào)研方向，該光纖激光器又分為３種系列。關(guān)于逡逑ＭＯＰＡ系列中ＭＦＰＴ－２０脈沖光纖激光器，Ｐ可達(dá)２０Ｗ、ＰＷ可達(dá)２ｎｓ－２００ｎｓ及ＰＲＦ逡逑可達(dá)ｌｋＨｚ－２ＭＨｚ。其實(shí)物圖如下圖１－４所示。逡逑[欏叮擼擼ィ�？[槊義巍鮞昂擼蓿垮義洗乓鴌輳浚號(hào)才觶浚義希礤澹誨巍鰣危哄危危礤義賢跡保村澹停疲校裕玻翱傻髀齔謇喙庀思す餛麇義仙蕉８還庾涌萍脊煞縈邢薰荊怨庀思す餛韉難蟹⑽鰨饕ㄥ義獻(xiàn)⒂誄搪齔騫庀思す餛韉難芯�。栽忊纤激桂Q韃分校齔蹇磯茸鈁梢源锏藉義希常擔(dān)媯�，功耗很低，胯幭伒统结构全光纤化。辶x弦隕銜諭夤賾謚腫釉春鴕患叮嗉豆庀朔糯篤鶻峁溝墓庀思す餛鞣⒄骨殄義峽觥４庸詿笱�、研发机官�(gòu)?fù)公司厂商惦y蟹⒊曬純

本文編號(hào)：2614014