DFB激光器

摘要： 采用窄线宽、边模抑制高的DFB激光器研制一套开放型TDLAS波长调制技术气体检测装置。选取2004 nm处CO_(2)分子吸收峰作为吸收谱线,采用锁相放大器进行调制、解调后的二次谐波信号幅值检测气体浓度大小。设计基于开放环境中的Herriott型气体吸收池,使用ZEMAX非序列模式进行吸收池仿真,光线追迹后理论光程可达到1350 mm,实际光程由50 mm增加到300 mm,检测浓度下限数值由原先的1300 ppmv降低到214.28 ppmv,有效提高了系统的检测下限能力。配置不同浓度的CO_(2)气体检测,得到二次谐波信号幅值与浓度之间呈现很好的线性关系,其拟合系数为0.99839,可通过拟合直线方程计算得出待测气体的浓度。配置300 ppmv的CO_(2)进行Allan方差分析,积分时间到101.6 s时,Allan方差处于平稳状态,检测系统的灵敏度为1.512×10^(-5)。检测结果表明检测装置实现了对CO_(2)气体浓度准确测量。该装置可进行结核分枝杆菌呼吸产生的CO_(2)气体浓度进行检测,为肺结核病诊断提供依据。

摘要： 基于AlGaInAs InP张应变多量子阱材料,所制作DFB激光器具有高的直接调制速率的特点.通过测试不同腔长条件下温度对小信号频率响应带宽的影响发现,在高温时DFB激光器f 3d B随腔长变化而呈现非线性变化趋势.DFB激光器实现了在-45°C～105°C温度范围工作,且在高温95°C,f3dB达到16GHz@70mA,且温度25°C～95°C工作范围内,DFB激光器f 3d B随温度升高变化率是18％.

摘要： 基于AlGaInAs InP张应变多量子阱材料,所制作DFB激光器具有高的直接调制速率的特点。通过测试不同腔长条件下温度对小信号频率响应带宽的影响发现,在高温时DFB激光器f3dB随腔长变化而呈现非线性变化趋势。DFB激光器实现了在-45°C~105°C温度范围工作,且在高温95°C,f3dB达到16GHz@70mA,且温度25°C~95°C工作范围内,DFB激光器f3dB随温度升高变化率是18%。

摘要： 针对光纤光栅(FBG)电流互感器容易受到温度影响这一特性,设计了一种基于STM32单片机的光纤光栅电流互感器温度补偿系统.通过单片机实现PID自适应控制算法,锁定电流互感器输出的电压值恒定在静态工作点,从而实现电流互感器不受外界温度影响得到稳定的电流信号输出.实验结果表明,在22 ～ 39°C范围内,输出电压稳定度在±1％以内,解决了电流互感器受限于环境温度的问题,实现了电流与温度的同时测量.经过此方法改进后的电流互感器测量精度高、系统结构简单、成本低、可靠性高,加快了光纤光栅电流互感器的实用化进程.

摘要： 介绍了一套半导体DFB激光器控制电路设计方案,CPU采用了ATmegal6微控制器,电路由LM358双运算放大器芯片及三极管组成稳定电压及电流稳定电路,由LCD192×128液晶显示屏进行显示,最后通过性能指标测试,表明半导体DFB激光器控制电路的激光源输出信号具有高稳定性及高可靠性,完全满足商业应用及推广.

摘要： 针对光纤光栅解调仪器向着低成本、 小型化、 模块化发展的趋势,设计了一种温度调谐DFB激光器温度控制系统用于低速的静态光纤光栅解调.应用ADN8831芯片为核心并使用STM32输出阶梯三角波作为温控电压,设计了用于光纤光栅波长解调的热调谐DFB激光器控制电路.利用该电路控制分布反馈激光器(DFB)内置热电制冷器(TEC)的温度,实现温控调谐DFB激光器输出波长扫描.实验证明,该系统中温度控制电路的温控分辨率为0.162°C/0.01 V,DFB激光器的温度调谐效率达到了0.1 nm/°C.

摘要： 半导体工艺中的光刻是芯片制造中最关键的工艺.DFB半导体激光器的腔体结构与普通半导体激光器的腔体结构不同, 需要制作周期光栅, 光栅周期为亚微米数量级;鉴于亚微米光栅曝光系统在半导体激光器的应用需求, 瑞士一家公司研制了一款专用于亚微米周期光栅的设备Phabler 100M DUV光刻机;本系统采用了非线性晶体的倍频效应和周期性光栅的泰伯效应.这些关键技术用较低的成本实现了极高的分辨率, 可以制作周期性光栅并达到100 nm的线条分辨率;掩模版和晶片的不平行将造成光刻线条的不均匀, 应用CCD探测器和计算机相结合的办法是做平行度的关键调试.%The lithography in semiconductor process is the most critical process in chip manufacturing.The cavity structure of DFB semiconductor laser is different from that of ordinary semiconductor laser, so it is necessary to make a periodic grating period of sub-micron order of magnitude. In view of the submicron grating exposure system in semiconductor laser applications demand, a Swiss company has developed a device, the Phabler 100 M DUV Lithography machine, which is dedicated to the submicron periodic grating. The system uses frequency multiplier effect of nonlinear crystals and the Talbot effect of periodic grating. These key technologies, which achieve extremely high resolution at low cost, can produce periodic gratings and achieve line resolution of 100 nm. The uneven rows of the mask and the wafer will create uneven line on the lithography, the method of combining CCD detector and computer is the key of parallelism adjustment.

摘要： 针对光纤光栅解调仪器向着低成本、小型化、模块化发展的趋势,设计了一种温度调谐DFB激光器温度控制系统用于低速的静态光纤光栅解调。应用ADN8831芯片为核心并使用STM32输出阶梯三角波作为温控电压,设计了用于光纤光栅波长解调的热调谐DFB激光器控制电路。利用该电路控制分布反馈激光器(DFB)内置热电制冷器(TEC)的温度,实现温控调谐DFB激光器输出波长扫描。实验证明,该系统中温度控制电路的温控分辨率为0.162°C/0.01V,DFB激光器的温度调谐效率达到了0.1nm/°C。

摘要： 针对甲烷气体浓度实时检测的要求,设计了一型基于谐波检测原理的检测仪器.该仪器由DFB激光器、准直器、角反射器构成高信噪比光路系统,由数字锁相放大器提取甲烷气体吸收后的一次和二次谐波,并采用标准仪器校准、最小二乘拟合等方法,得到了甲烷气体浓度计算公式,最大测量误差不超过1.1％.测试表明:该仪器通过高性能光路系统和数字电路提取微弱信号,提高了仪器工作稳定性和检测信噪比,测量误差满足使用要求.

摘要： 针对传统的PID控制算法很难准确控制DFB激光器温度的问题,提出并设计了一种基于模糊PID控制和自适应遗传算法的新型DFB温度控制系统.该控制系统由硬件和软件两部分构成,在硬件设备上以单片机作为控制系统的处理器,以铂电阻和热电冷却器分别作为控制系统的敏感器和执行器;在控制算法上利用自适应遗传算法来优化模糊PID的自整定规则.结果表明,该系统能够实现DFB激光器在5～65°C温度范围内的有效控制,控制误差和超调量分别低于0.0023°C和10％,具有较好的应用前景.%Aiming at the problem that the traditional PID control algorithm is difficult to accurately control the temperature of DFB laser, a new DFB laser temperature control system based on fuzzy PID control and adaptive genetic algorithm was proposed and designed.The control system consisted of hardware and software.For the aspect of the hardware device, the micro controller unit (MCU) was used as the processor of control system, while the platinum resistance and thermo electric cooler (TEC) were taken as the sensor and actuator of control system, respectively.For the aspect of control algorithm, the adaptive genetic algorithm was used to optimize the fuzzy PID self tuning rule.The results show that the proposed system can achieve the effective control of DFB laser in the temperature range from 5°C to 65°C.The control error and overshoot are lower than 0.0023°C and 10％, respectively.Hence, the proposed system has a wide application foreground.

摘要： 基于TDLAS技术的机载水含量吊舱采用DFB激光器和长光程吸收池,通过测量单根谱线的能量吸收来获得水汽的体积质量,克服传统云水测量方法的缺点,测量精度高、响应速度快.设计建立了与测量原理相匹配的定标模型并进行了静态定标,测试结果表明,产品所测水含量结果与露点仪测量结果相近,满足了水含量检测要求.最后给出了初步的试飞比对结果.

摘要： 基于TDLAS技术的机载水含量吊舱采用DFB激光器和长光程吸收池,通过测量单根谱线的能量吸收来获得水汽的体积质量,克服传统云水测量方法的缺点,测量精度高、响应速度快.设计建立了与测量原理相匹配的定标模型并进行了静态定标,测试结果表明,产品所测水含量结果与露点仪测量结果相近,满足了水含量检测要求.最后给出了初步的试飞比对结果.

摘要： 基于TDLAS技术的机载水含量吊舱采用DFB激光器和长光程吸收池,通过测量单根谱线的能量吸收来获得水汽的体积质量,克服传统云水测量方法的缺点,测量精度高、响应速度快.设计建立了与测量原理相匹配的定标模型并进行了静态定标,测试结果表明,产品所测水含量结果与露点仪测量结果相近,满足了水含量检测要求.最后给出了初步的试飞比对结果.

摘要： 基于TDLAS技术的机载水含量吊舱采用DFB激光器和长光程吸收池,通过测量单根谱线的能量吸收来获得水汽的体积质量,克服传统云水测量方法的缺点,测量精度高、响应速度快.设计建立了与测量原理相匹配的定标模型并进行了静态定标,测试结果表明,产品所测水含量结果与露点仪测量结果相近,满足了水含量检测要求.最后给出了初步的试飞比对结果.

摘要： 作为系统光源，DFB 激光器光源是光纤干涉仪传感系统中重要的组成部分，其精度和工作稳定度是限制系统传感指标的重要因素。本文从电路功能、原理、器件选择和硬件实现等几个方面，设计并实现了带有温控电路的DFB 激光器光源板。所设计的电路板满足系统对光源板小型化以及光源光强稳定度等的要求。

摘要： 作为系统光源，DFB 激光器光源是光纤干涉仪传感系统中重要的组成部分，其精度和工作稳定度是限制系统传感指标的重要因素。本文从电路功能、原理、器件选择和硬件实现等几个方面，设计并实现了带有温控电路的DFB 激光器光源板。所设计的电路板满足系统对光源板小型化以及光源光强稳定度等的要求。

摘要： 作为系统光源，DFB 激光器光源是光纤干涉仪传感系统中重要的组成部分，其精度和工作稳定度是限制系统传感指标的重要因素。本文从电路功能、原理、器件选择和硬件实现等几个方面，设计并实现了带有温控电路的DFB 激光器光源板。所设计的电路板满足系统对光源板小型化以及光源光强稳定度等的要求。

摘要： 先进的高分辨率雷达和电子情报搜索系统要求噪声系数小、时间带宽积特别大(106量级)的延迟器件进行信号处理。这对传统的频宽窄、噪声大的光纤延迟线来说，已不能满足应用的需要。只有当光纤延迟线的传输带宽大于十几GHz、噪声系数小于10dB的时候，才能满足要求，如此宽的传输带宽，对光、电器件的各项性能指标以及电路的设计都提出了非常苛刻的要求。rn 本文介绍一种新型超宽频带低噪声光纤延迟线，它工作在2GHz～18GHz的超宽频带内，噪声系数小于10dB，可以实现100μs的最大延迟。首先介绍了新型超宽频带低噪声光纤延迟线的工作原理，给出了系统实现的框图以及光纤延迟时间的计算公式。然后分别详细讨论了超宽频带、低噪声这两个重要指标的实现方案，其中超宽频带主要考虑激光器、光探测器的偏压电路的宽带隔离以及它们的宽带匹配问题，采用创新性的对称双扇形+λ/8多支节分支线方式，实现超宽频带内的高隔离度、低插损以及结构紧凑的偏压电路，并给出了仿真结果；激光器、光探测器的宽带匹配，采用一种新的匹配网络：7段式λ/4阶梯阻抗匹配网络，满足全频段内S11大于20dB，幅频平坦度小于0.5dB的设计要求，并给出了仿真结果。rn 对于低噪声系数的实现，由级联噪声因数公式、激光器的噪声性能，在激光器的前面设计了一个低噪声高增益的宽频带放大器，用以压低系统的噪声，同时给出了激光器、光探测器噪声系数的计算公式；最后讨论了在低噪声和超宽频带要求下的关键光器件的选择及应用。并给出了系统最后的测试结果。

摘要： 先进的高分辨率雷达和电子情报搜索系统要求噪声系数小、时间带宽积特别大(106量级)的延迟器件进行信号处理。这对传统的频宽窄、噪声大的光纤延迟线来说，已不能满足应用的需要。只有当光纤延迟线的传输带宽大于十几GHz、噪声系数小于10dB的时候，才能满足要求，如此宽的传输带宽，对光、电器件的各项性能指标以及电路的设计都提出了非常苛刻的要求。rn 本文介绍一种新型超宽频带低噪声光纤延迟线，它工作在2GHz～18GHz的超宽频带内，噪声系数小于10dB，可以实现100μs的最大延迟。首先介绍了新型超宽频带低噪声光纤延迟线的工作原理，给出了系统实现的框图以及光纤延迟时间的计算公式。然后分别详细讨论了超宽频带、低噪声这两个重要指标的实现方案，其中超宽频带主要考虑激光器、光探测器的偏压电路的宽带隔离以及它们的宽带匹配问题，采用创新性的对称双扇形+λ/8多支节分支线方式，实现超宽频带内的高隔离度、低插损以及结构紧凑的偏压电路，并给出了仿真结果；激光器、光探测器的宽带匹配，采用一种新的匹配网络：7段式λ/4阶梯阻抗匹配网络，满足全频段内S11大于20dB，幅频平坦度小于0.5dB的设计要求，并给出了仿真结果。rn 对于低噪声系数的实现，由级联噪声因数公式、激光器的噪声性能，在激光器的前面设计了一个低噪声高增益的宽频带放大器，用以压低系统的噪声，同时给出了激光器、光探测器噪声系数的计算公式；最后讨论了在低噪声和超宽频带要求下的关键光器件的选择及应用。并给出了系统最后的测试结果。

摘要： 先进的高分辨率雷达和电子情报搜索系统要求噪声系数小、时间带宽积特别大(106量级)的延迟器件进行信号处理。这对传统的频宽窄、噪声大的光纤延迟线来说，已不能满足应用的需要。只有当光纤延迟线的传输带宽大于十几GHz、噪声系数小于10dB的时候，才能满足要求，如此宽的传输带宽，对光、电器件的各项性能指标以及电路的设计都提出了非常苛刻的要求。rn 本文介绍一种新型超宽频带低噪声光纤延迟线，它工作在2GHz～18GHz的超宽频带内，噪声系数小于10dB，可以实现100μs的最大延迟。首先介绍了新型超宽频带低噪声光纤延迟线的工作原理，给出了系统实现的框图以及光纤延迟时间的计算公式。然后分别详细讨论了超宽频带、低噪声这两个重要指标的实现方案，其中超宽频带主要考虑激光器、光探测器的偏压电路的宽带隔离以及它们的宽带匹配问题，采用创新性的对称双扇形+λ/8多支节分支线方式，实现超宽频带内的高隔离度、低插损以及结构紧凑的偏压电路，并给出了仿真结果；激光器、光探测器的宽带匹配，采用一种新的匹配网络：7段式λ/4阶梯阻抗匹配网络，满足全频段内S11大于20dB，幅频平坦度小于0.5dB的设计要求，并给出了仿真结果。rn 对于低噪声系数的实现，由级联噪声因数公式、激光器的噪声性能，在激光器的前面设计了一个低噪声高增益的宽频带放大器，用以压低系统的噪声，同时给出了激光器、光探测器噪声系数的计算公式；最后讨论了在低噪声和超宽频带要求下的关键光器件的选择及应用。并给出了系统最后的测试结果。

摘要： 本发明属于集成混沌激光器领域；现有混沌信号发生器所产生的混沌信号存在带宽窄、结构复杂，参数可调范围小，难以产生混沌等问题；本发明提供一种基于弱增益耦合DFB激光器的宽带混沌激光器芯片，DFB激光区的谐振腔采用弱增益耦合光栅设计，容易产生宽带混沌激光；两个激光区脊波导的侧面分别集成温控电阻并蒸镀温度电极，用于调控两个激光区温度，控制输出光的中心波长；增益区驱动电极调控两个激光区之间的互注入强度，以改变激光器输出的光谱线宽，获得更大的波长失谐量，以此产生更宽的混沌光，同时调节温度还可使产生的混沌光变的更加平坦，本发明避免了因部分光反馈造成的输出功率损失，运用互注入方式产生宽谱线、大幅度混沌光。

摘要： 本发明公开了一种基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器，激光器腔内的光栅采用叠印啁啾光栅结构，由两个完全相同纳米精度的啁啾光栅在激光器腔内纵向排列组成；两个啁啾光栅级联或者重叠写入。两个完全相同的啁啾光栅在激光器光栅层纵向叠印后，可以以这两个光栅为反射面形成分布式谐振腔，从而产生多波长激射。为了降低加工成本，引入重构‑等效啁啾技术（REC技术），将加工精度要求从亚纳米降低到亚微米，本发明还提供两种DFB半导体激光器单片集成的激光器阵列。基于REC技术的叠印啁啾结构的多波长DFB半导体激光器，采用采样布拉格光栅替代普通布拉格光栅，用等效光栅来实现叠印啁啾结构，降低了工艺的复杂程度，也提高了成品率。

摘要： 一种分布式反馈(DFB)激光器，包括具有第一表面和第二表面的衬底，其中该衬底包括硅；位于衬底的第二表面上方的多个浅沟槽隔离(STIs)；位于多个STIs和衬底上方的光栅区域，其中光栅区域包括III‑V半导体材料；位于光栅区域上方的非有意掺杂(NID)区域；以及位于NID区域上方的接触区域。

摘要： 一种控制器稳定分布式反馈加反射(DFB+R)激光器，其具有后面、DFB部分、无源部分和具有低反射元件的前面。标准具滤波器由所述DFB部分的一部分、所述无源部分和所述低反射元件形成。控制电路直接用调制信号调制所述DFB部分，并且用偏置信号偏置所述无源部分。在操作中，所述DFB部分的激射模式与所述标准具滤波器的反射曲线的周期性峰中的一个的长波长边缘对准。同时，光电二极管被布置为监测从所述激光器的前面和后面发射的输出功率。所述控制电路监测所检测的输出功率的比率并且基于所监测的比率调整所述偏置。

摘要： 本发明公开了一种基于四通道并联DFB激光器阵列的线性扫频激光器，包括蝶形封装的四通道并联DFB激光器阵列模块和外围驱动电路；外围驱动电路包括中心控制模块、稳流模块、温控模块；四通道并联DFB激光器阵列模块与稳流模块、温控模块电连接；稳流模块、温控模块与中心控制模块电连接；中心控制模块用于发送激光器所需工作电流、选择激光器通道、获取激光器内部实时温度信息；稳流模块用于接收来自中心控制模块的电流信息并为激光器阵列模块输出其所需的驱动电流；温控模块用于控制激光器工作温度。本发明可以实现为四个通道的激光器提供可编程控制的工作电流，并且选择任意几通道的激光器，实现多通道的激光器扫频。

摘要： 本发明属于集成混沌激光器领域；现有混沌信号发生器所产生的混沌信号存在带宽窄、结构复杂，参数可调范围小，难以产生混沌等问题；本发明提供一种基于弱增益耦合DFB激光器的宽带混沌激光器芯片，DFB激光区的谐振腔采用弱增益耦合光栅设计，容易产生宽带混沌激光；两个激光区脊波导的侧面分别集成温控电阻并蒸镀温度电极，用于调控两个激光区温度，控制输出光的中心波长；增益区驱动电极调控两个激光区之间的互注入强度，以改变激光器输出的光谱线宽，获得更大的波长失谐量，以此产生更宽的混沌光，同时调节温度还可使产生的混沌光变的更加平坦，本发明避免了因部分光反馈造成的输出功率损失，运用互注入方式产生宽谱线、大幅度混沌光。

摘要： 本发明涉及一种DFB半导体激光器的制备方法，包括以下步骤：步骤S11、制备基片：在衬底层上形成量子阱结构和外延结构，制成基片；步骤S12、制备脊型波导结构：在步骤S11制备的基片表面靠近出光端面的区域腐蚀形成脊型波导结构；步骤S13、制备腔外结构：在经过步骤S12的基片表面靠近脊型波导结构的区域形成刻蚀到衬底层的周期性均匀光栅；并在靠近背光端面的区域形成探测器，探测器靠近光栅。本发明还提出一种由该方法制得的激光器。本发明通过采用在激光器腔外单芯片集成了光栅和探测器，与常规的DFB半导体激光器相比，无需光栅的二次掩埋生长；对于器件应用来说无需外加的背光探测器芯片，能有效降低器件成本。

摘要： 本发明涉及一种DFB半导体激光器制备方法，包括以下步骤：步骤S11、制备外延片：外延片采用波导和有源区结构；步骤S12、制备基片：在外延片表面的光栅层上制备均匀的部分光栅，并对光栅进行掩埋生长；步骤S13、制备脊型波导：对基片进行脊型控制腐蚀，制备多个脊型波导。本发明还涉及该方法制得的DFB半导体激光器。本发明在制备脊型波导结构时在单颗管芯靠近其中间位置制备多个脊型波导，多个脊型波导相互独立，并且有各自的电流注入区域，其中只要有一个脊型波导的出光特性合格，则该管芯合格，由此制备的芯片工艺简便、与常规工艺兼容，能大幅有效地提高DFB半导体激光器的成品率。

摘要： 本发明公开了一种基于叠印啁啾结构的DFB半导体激光器，激光器腔内的光栅采用叠印啁啾光栅结构，由两个完全相同纳米精度的啁啾光栅在激光器腔内纵向排列组成；两个啁啾光栅级联或者重叠写入。两个完全相同的啁啾光栅在激光器光栅层纵向叠印后，可以以这两个光栅为反射面形成分布式谐振腔，从而产生多波长激射。为了降低加工成本，引入重构-等效啁啾技术（REC技术），将加工精度要求从亚纳米降低到亚微米，本发明还提供两种DFB半导体激光器单片集成的激光器阵列。基于REC技术的叠印啁啾结构的多波长DFB半导体激光器，采用采样布拉格光栅替代普通布拉格光栅，用等效光栅来实现叠印啁啾结构，降低了工艺的复杂程度，也提高了成品率。

摘要： 本发明公开了一种DFB激光器输出激光频率的测量装置，包括：低透高反镜，用于将DFB激光器输出的激光分为反射光和透射光，并使透射光穿过充有碱金属颗粒的吸收气室；反射组件，包括反射镜和半透半反镜，反射镜用于改变反射光的方向，半透半反镜用于再次改变反射光的方向，同时使透射光透射为检测光；光电探测器，用于探测检测光的饱和吸收光谱信号；信号处理系统，用于获取并对该饱和吸收光谱信号进行分析，得到该光谱信号中凹陷信息，然后根据凹陷信息对DFB激光器输出的激光频率与调制电压的依赖关系进行拟合，最后根据拟合结果计算得出调制电压为零时DFB激光器输出的激光频率。本发明提供的测量装置具有测量精度高、价格低廉的特点。