半導體激光器窄脈沖種子源研究.pdf

1、基于半導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，因其輸出光信號具有高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、脈沖寬度（Pulse Width，簡寫PW）和脈沖重復頻率（Pulse Repetition Frequency，簡寫PRF）可通過種子源調(diào)節(jié)等特點，主要在單光子探測、醫(yī)療、軍事、材料加工等方面應用。在主振蕩功率放大器(MasterOscillator Power Amplifier,簡寫MOPA)系統(tǒng)中，光纖放大器輸出光脈沖參數(shù)如脈沖寬度、

2、重復頻率、上升和下降時間，直接受種子源的相應參數(shù)的影響。因此，設計優(yōu)質(zhì)的半導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)有的半導體激光器脈沖驅(qū)動方法和技術(shù)，本文提出了兩種半導體激光器窄脈沖種子源的設計，一種是基于同軸半導體激光器的亞納秒脈沖種子源設計，另一種是基于蝶形半導體激光器的納秒脈沖種子源設計。
　　基于同軸半導體激光器的亞納秒脈沖種子源設計，包括電源供應模塊、窄脈沖信號發(fā)生模塊、窄脈沖驅(qū)動電路模塊和

3、半導體激光器。電源供應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;在觸發(fā)信號的驅(qū)動下，窄脈沖驅(qū)動電路模塊中場效應晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,簡寫MOSFET）高速開關(guān)的打開與關(guān)閉，使得半導體激光器產(chǎn)生光信號。通過測試，該種子源可獲得PW為538ps-10ns、PRF為500kHz-100MH

4、z的光信號;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，說明種子源穩(wěn)定性良好。
　　基于蝶形半導體激光器的納秒脈沖種子源設計，包括電源供應模塊、窄脈沖信號發(fā)生模塊、窄脈沖驅(qū)動電路模塊、溫度控制電路模塊和半導體激光器。與同軸半導體激光器的亞納秒脈沖種子源相比，蝶形半導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體激光器的工作溫度，保證它的正常操作。通過測試，該種子