光波导阵列光束扫描电控制系统研究

摘要

从 GaAs晶体的电光效应出发,应用光栅衍射理论,在对光波导阵列电光扫描器光束扫描工作原理分析的基础上,介绍了一般加电控制和2π加电控制光束扫描的两种电控制方式。
　　根据光波导阵列的结构、一般加电控制和2π加电控制的工作原理,提出了电控制系统的设计要求,确定使用FPGA作为电控系统的核心控制单元;设计并实现了以FPGA为核心的控制模块硬件电路和D/A转换模块硬件电路,控制模块由串口通信单元,FPGA的存储单元,FPGA的D/A转换控制接口三部分组成,最后,对D/A转换的原理和D/A转换控制方法进行分析,介绍了D/A转换模块的设计方案。
　　利用研制的电控制系统控制光波导阵列电光扫描器分别进行了一般加电方式和2π加电方式光束扫描实验,实验结果表明所设计制作的光波导阵列控制系统性能达到了设计要求;最后利用所设计的电控系统进行了单个波导层的电压补偿实验,有效解决了由于波导层厚度不均匀、材料性能不一致带来的扫描光斑的主瓣与旁瓣无法分辨的问题。

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第一章 绪论

1.1 激光扫描技术

1.2 光学相控阵概念及其研究进展

1.3 本论文的主要工作

第二章 光波导阵列理论分析

2.1 GaAs晶体的线性电光效应

2.2 光波导阵列电控制光束扫描特性

第三章 光波导阵列的电控制系统设计

3.1 光波导阵列光束扫描电控制方式

3.2 电控制系统设计方案

3.3 基于FPGA的核心系统模块

3.4 D/A模块设计

3.5 DAC8734控制方法

3.6 控制系统软件设计

3.7 电路设计解决的问题及待改进的地方

第四章 光波导阵列的实验研究

4.1 控制电路的性能测试

4.2 电光扫描实验系统

4.3 光波导阵列电光扫描实验研究

4.4 光波导阵列电特性对光束扫描特性的影响

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献