摘要：为满足可调谐激光器输出激光的高控制稳定性需求,设计并实现了应用于可调谐激光器的多闭环控制驱动系统。首先,为实现高稳定性电流驱动,基于深度负反馈控制原理设计了电流控制内环,并通过积分补偿和RC滤波回路削弱了噪声和电流波动对激光二极管(LD)的干扰;其次,为了防止恒定电流驱动下LD仍存在的功率衰减问题,利用积分电路和光功率二极管(PD)设计了功率控制内环,并应用仪表放大电路消除了环内共模噪声干扰并实现了线性控制;最后,为了实现驱动电流和输出功率的实时调节,应用位置式PID对系统进行外环控制,与内环共同构成了多闭环控制系统。实验结果表明,电流控制稳定度均优于200 ppm,功率控制稳定度优于0.005 dB/h,激光波长稳定度均优于1 pm/h,能够满足可调谐激光器的高控制稳定性需求。

摘要：温度稳定性对可调谐激光器波长和功率的稳定性起着至关重要的作用,因此,本文设计并开发了一种可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统。首先,为了精确测得激光器工作温度值,设计了一种压差测量电路,对非线性热敏电阻进行精确线性测量;其次,为了向半导体制冷器(TEC)输出稳定的控制电流,设计了一种线性控制的H桥驱动电路,消除了TEC工作电流受到的纹波干扰;再次,为了提高温控系统的抗干扰能力,设计了深度负反馈电路作为系统的内环控制;最后,为了实现温度的实时调节,应用位置式PID对系统进行外环控制。实际电路测试结果表明:设定温度在15~35℃范围内时,激光增益芯片2 h温控稳定度优于±0.005℃,能够满足可调谐激光器温度控制的高稳定性需求。

摘要：基于可调谐激光器的光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)解调仪用于FBG传感器的远距离、高速测量时,光传输时延会导致显著的波长解调误差。本文设计了一种补偿光传输时延导致的FBG解调误差的方法,可调谐激光器在工作光频率范围内进行高线性度的正向、反向扫描,利用正向、反向扫描过程中的光电探测信号的FBG反射峰差异,对光传输时延导致的波长解调误差进行补偿。试验结果表明,在50 kHz解调频率和100 m连接光纤长度条件下,将光传输时延导致的波长解调误差由2 nm降低到小于10pm。

摘要：针对激光多波长干涉绝对测距中构建多级合成波长的需求,提出了一种锁至飞秒光频梳的可调谐激光器(External CavityDiode Laser,ECDL)输出激光波长的宽范围自动偏频锁定方法。首先,设计了光栅+双凸透镜梳齿滤波的拍频信号探测单元,实现了宽范围ECDL激光波长与目标梳齿的拍频探测。接着,采用锁相放大原理对拍频信号进行鉴频鉴相,具备捕获带宽大、鉴相范围宽和鉴相精度高的优点。然后,利用多重闭环控制实现了ECDL输出激光波长宽范围的自动调节及偏频锁定。实验结果表明,本方法实现了10 nm波长范围内ECDL至光频梳的自动锁定,拍频信号信噪比的平均值约为35.9 dB;在4h内,ECDL激光频率的标准差为1.49 kHz,1s平均时间的相对阿伦方差为4.76×10^(-12),满足精密干涉测量中宽范围波长调节和高精度稳频的要求。

摘要：多通道干涉(MCI)激光器是一种新型单片集成的大范围可调谐半导体激光器。它采用多臂干涉增强而无需光栅的选模方式,具有制作简单和容差大的优势;采用偏置量子阱技术进行有源无源集成,降低了二次外延的难度。为满足光通信不同场景的应用需求,分别设计研制了大范围可调的电调谐和热调谐MCI激光器。基于电调谐的MCI激光器实现了48.8 nm的波长调谐范围,洛伦兹线宽小于350 kHz。基于热调谐的MCI激光器在双工作温度下的波长调谐范围大于60 nm,总热调谐功率小于35 mW,整个调谐范围内洛伦兹线宽小于100 kHz。同时,研究推进了其稳定控制及集成化工作,实现了基于热调谐MCI激光器的nano-ITLA。

摘要：基于微机电系统(MEMS)的850 nm可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL),设计了一种双曲线梁结构,以提升器件机械和调谐特性。通过分析传统等截面梁结构的受力情况,提出了双曲线结构优化设计,将梁结构端面的面积增大从而降低最大应力。理论仿真结果表明:优化后器件上反射镜的最大偏移量基本保持不变,支撑梁上下表面的最大应力分别降低了23.4%和17.0%,谐振频率增大了7.9%;当MEMS-VCSEL分别为半导体腔主导(SCD)结构和空气腔主导(ACD)结构时,波长调谐范围分别为16.6 nm和42 nm。该优化方式的优势在于不需要改变激光器的结构,同时可与其他优化方式兼容,具有一定的应用前景。

摘要：为了实现复杂环境下力热参量同时检测的需求,提出了一种光纤力热复合多参量传感系统。首先通过可调谐激光器输出窄带激光信号,信号经3 dB耦合器分别进入由多路光纤光栅传感器组成的温度与应变传感单元和标准具。最后,将获取到的温度与应变传感信号及标准具输出的信号共同送入信号处理单元进行解调。为验证设计系统的有效性,进行了一系列的温度和应变实验。实验结果表明,所提多参量传感系统可以在较大的测量范围内进行精确的温度和应变检测。特别地,系统在-252.75~200.94℃的温度范围内可以实现温度及应变的准确测量,温度测量误差不超过±0.80℃,应变测量误差小于±2.90με。对比传统的设计方案,所提系统具有结构简单、测量范围大、稳定性好和测量精度高等优势。

摘要：对向列相液晶染料的可调谐激光器进行了光学特性研究.以650 nm为中心波长设计了SiO_2和TiO_2多层膜的一维光子晶体,以激光染料与向列相液晶的混合物作为增益介质层,制备了波长可调谐激光器.用Nd:YAG倍频脉冲激光器输出的532 nm激光抽运所制备的激光器样品得出如下光学特性:激光发射波长随温度调谐范围为605.5—639.8 nm,达到34.3 nm,随电压调谐范围为634.5—619.5 nm,达到15 nm.发射激光每脉冲的阈值能量为12.3μJ,激光线宽小于1 nm.

摘要：本文评述钛宝石晶体和激光器的特性和进展。讨论若干基本技术问题,包括泵浦源和晶体元件的选择、激光器设计中的一些关键参数;涉及光纤耦合输出及由BBO作倍频。展望其未来发展。

摘要：从高斯光束的理论出发，研究了Ｔｉ：Ａｌ_２Ｏ_３激光器中各参数间的相互关系，引入了Ｋｅｒｒ非线性透镜效应的影响。根据理论分析的结果，设计可调谐谐振腔，获得了最大可调谐输出能量７７．３ｍＪ，波长可调谐范围６５０～１０３９ｎｍ，光束发散角约为１ｍｒａｄ的ＴＥＭ_００模激光输出。