摘要：针对1.31μm半导体激光器工作时,远场发散角过大以及AlGaInAs/GaAs材料体系中Al组分的氧化导致器件性能下降问题。提出了在InGaAsP/InP结构基础上,上下波导层采用GaAsP材料,与由InGaAsP材料构成的有源区形成异质结结构。相比同质结构制作的波导层,异质结波导层结构依据不同材料的折射率不同,实现有源层和波导层之间较大的折射率差,从而达到更好的波导限制。对1.31μm激光器中的In_(1-x)Ga_(x)As_(y)P_(1-y)材料组分进行理论计算,并根据该材料的折射率和晶格常数,对GaAs_(y)P_(1-y)材料组分、厚度进行理论计算。使用ALDS仿真软件,对同质结波导层和异质结波导层两种结构进行模拟分析。最后确定使用100 nm厚度的GaAs_(0.145)P_(0.855)材料分别作为波导层和限制层,有效减小远场垂直发散角,提高了激光器发射的光束在空间分布的圆对称形态。

摘要：为了更有效地控制和调节激光器的温度与功率,设计了一种基于STC11F08XE单片机控制的具有温控和功率控制功能的激光发生器驱动电路。通过使用ADN8830芯片的温度控制功能和ADN2830芯片的功率控制功能实现激光器的温度控制,同时能够手动改变激光器的输出功率。实验结果表明,该系统温度控制模块能够稳定控制激光器温度,使目标温度误差低于±0.01℃,波长可以在1 535.17nm^1 563.24nm之间变动。功率控制模块可实现手动控制,激光器功率在0~10dBm间变化,误差在0~0.05mW之间。

摘要：为校准流水线模拟数字转换器(ADC)中电容失配和由运算放大器的有限开环增益引起的级间增益误差,提出了一种新的基于权重的后台校准技术。该技术将流水线ADC中存在的上述误差统一归结为各级权重的偏差,建立了一个基于权重的ADC误差模型,并利用后级的数字输出来校准前级的误差。该技术在ADC末尾增加了额外的两个子级,这两个子级仅在校准过程中使用,从而使得ADC正常的模数转换过程不被中断,校准进程在后台执行。由于在校准期间和正常工作期间所有可能出现的信号路径的前7级均被校准,故进一步减小了误差,提高了精度。应用该技术实现了一个14bit,80 MS/s的流水线ADC,该芯片采用Chartered 0.18μm,1p6mCMOS工艺设计,总功耗为260mW,芯片面积为7.161mm2。实验结果显示:本文提出的校准技术可以提高ADC的精度,改善ADC的动态和静态性能。

摘要：针对高清视频信号处理对动态范围大,运算速度快的模数转换器(ADC)的要求,提出了一种流水线宽带电流型运算放大器。该运算放大器的主放大器采用套筒式增益提高结构,辅助运算放大器用电流型放大器替代。采用电流共模反馈电路调节主运算放大器的支路电流以稳定输出共模电平;采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计电路。实验结果显示:辅助运算放大器采用源极输入,减小了信号主通路上的寄生电容,提高了整个运算放大器的电路速度。运算放大器的增益为83.19dB,相位裕度为61.6°,单位增益带宽为1.6GHz,功耗为9.3mW;在满幅度阶跃输入的情况下,输出建立时间小于1.83ns。将该运算放大器用于高清视频信号的流水线ADC中,实现了170MS/s,10bit精度的模数转换。同传统的电压型运算放大器相比,该运算放大器响应速度更快,功耗更低,可满足处理视频信号的要求。

摘要：为了降低流水线模数转换器(ADC)中余量放大器的功耗并提高其速度,提出了一种新的开环余量放大器结构及其增益控制方法.该放大器采用简单差动对结构,并使用放大器的复制电路和一个差动差值放大器来控制主放大器输入对管的跨导,以稳定开环余量放大器的增益.所提出的放大器结构可以工作在低电源电压下,而且不需要共模反馈电路,与采用共源共栅结构和共模反馈的开环放大器相比,功耗更低,响应速度更快.仿真结果表明,所提开环余量放大器的功耗仅为5.5 mW,在满幅度阶跃输入的情况下,输出建立时间小于3 ns.将该开环余量放大器应用到采用数字校准的流水线ADC中,实现了采样率为4×107s-1的12位模数转换.

摘要：为了提高混沌振荡器的集成度以及频带宽度,提出一种新型的电流模式混沌振荡器。在文氏混沌电路基础上,采用CCII电路代替传统运算放大器,实现正弦波振荡电路,通过采用NMOS管将两个正弦振荡电路耦合实现电流模式混沌振荡器,通过仿真分析验证了该混沌电路的有效性和可行性。再通过仿真结果对比表明该混沌振荡器功耗更小、噪声抑制能力更强,由其产生的混沌信号在频带宽度、随机程度方面都有明显提高。

摘要：为了降低流水线模数转换器中数字校准电路的规模和功耗,提出了一种新的基于信号统计规律的后台数字校准技术.该技术采用自适应搜索算法和二元单调函数的幅值增量比较算法,分别对基于信号统计规律的数字校准技术中的距离估计电路和查找表进行优化设计,减少了距离估计所需的数字电路和查找表所需的ROM空间,极大地降低了数字电路的规模和功耗.应用该校准技术实现了一个12位、采样率为4×107s-1的流水线模数转换器.测试结果表明,同优化前相比,该芯片数字电路的功耗降低了93%,所需ROM空间减小了95%.整个芯片采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计,总功耗为210 mW,芯片面积为3.3 mm×3.7 mm.

摘要：针对传统选择性区域生长叠层双有源区电吸收调制激光器(SAG-DSAL-EML)在高频调制环境下的响应速度问题以及改善其远场发散角特性,文章提出利用掺铁掩埋技术对电吸收调制激光器(EML)结构进行优化,设计了InGaAsP/InP材料1310 nm掺铁掩埋结构的SAG-DSAL-EML并制作样本芯片,新型SAG-DSAL-EML有源区变为台面结构,并在其两层外延生长掺铁InP层。同时,利用先进激光二极管模拟器(ALDS)软件和高频结构仿真(HFSS)软件对所设计掺铁掩埋结构的EML和调制器进行数值及仿真分析,结果表明,与传统多量子阱结构相比,SAG-DSAL-EML阈值电流减少了13%;与传统脊波导结构相比,掺铁掩埋结构的侧向限制能力提高52%,激光远场横纵角度之差降低了40%,具有更小的远场发散角;与传统PNPN掩埋结构相比,掺铁掩埋结构的调制器在-3 dB的响应带宽提高了约24%。对样本芯片进行测试,试验表明,SAG-DSAL-EML的阈值电流为14.5 mA,边模抑制比(SMSR)为45.64 dB,70 mA注入电流下,电吸收调制器-3 dB的响应带宽为43 GHz,满足高速激光通信的基本要求。

摘要：针对输入受外界扰动的系统在实现自适应控制难的问题,提出一种比例-积分-微分(PID)补偿的完全在线序贯极限学习机(FOS-ELM)控制器设计方法。首先,建立系统的动态线性模型,采用FOS-ELM算法设计控制器并学习其参数;其次,计算系统的实际输出误差,结合系统的控制误差,设计所需补偿的PID增量参数;最后,对PID补偿的FOS-ELM控制器参数在线调整并用于系统控制。在发动机空气燃油比(AFR)控制系统模型上进行实验,实验结果表明上述方法在实现自适应控制的同时降低了系统扰动输入带来的干扰,提高了系统有效控制率,在正负干扰系数为0.2时,其有效控制率从不足53%提高到93%以上。同时该方法易于实现,具有很强的鲁棒性和实用价值。

摘要：为了优化适用于长距离的光纤通讯系统的1.31μm波长的量子阱激光器,采用AlGaInAs/InP材料设计应变多量子阱激光器,选取合适的量子阱个数、合适的应变量,并研究其温度特性。采用载流子和光分别限制的梯度折射率波导（GRIN-SCH）结构设计了多量子阱结构,采用BCB（苯并环丁烯）材料平面化脊波导结构,使用E-beam曝光技术和低损伤ICP干法刻蚀技术制作非对称相移光栅,设计了AlGaInAs/InP应变多量子阱激光器。使用ALDS激光器材料和结构设计软件包,选取了最佳量子阱个数,在此基础上,通过实验对比引入合适的应变量,并选取最佳温度。仿真及实验结果表明,在量子阱个数为10时达到最佳量子阱个数;有源区由1.3%的压应变AlGaInAs阱层和0.6%的张应变AlGaInAs垒层构成时,温度在25℃时,激光器发光特性得到优化。