线性调频DFB半导体激光器的非线性矫正技术研究

论文摘要

激光测距技术是现代测量技术的重要组成部分。相比于传统的测距手段,激光测距技术不需要接触被测量对象,可用于更加严苛的测量场景,测距范围更大,精度和分辨率更高。激光测距技术按测距原理分类主要分为脉冲法、相位法、双频干涉法和线性调频法。其中线性调频激光测距技术具备较大的测量范围和测距精度,是目前激光测距技术重要的研究方向。线性调频激光测距技术对激光器的要求非常高,能够全方位满足要求的激光器几乎没有,每一种光源都有各自的短板。其中电流调制分布反馈(DFB)半导体激光器具有调制速率高、调制带宽大、激光线宽窄等优点,非常适合作为线性调频激光测距的光源,得到了广泛的应用和研究。但基于其调频机理,DFB半导体激光器在调频的过程中激光频率变化是非线性的,而调频的非线性会导致测量信号频谱展宽,使得测距分辨率降低。本论文针对电流调制DFB半导体激光器线性调频过程中的非线性问题开展研究,理论上研究了调频非线性的产生机理,模拟计算了激光参数对调频非线性的影响,通过计算获得非线性矫正的方法和数据,实验上采用动态反馈补偿技术,实现了对线性调频DFB半导体激光器的非线性补偿。本论文的主要研究工作:1.对线性调频激光测距技术的国内外研究进展进行了调研,论述线性调频激光测距技术的工作原理。调研了国内外在调频非线性矫正方面的研究工作,对该技术的发展和主要使用的技术方法进行了分析和讨论。2.在调研国内外研究进展的基础上,对DFB半导体激光器的调频原理进行了理论研究,建立了DFB半导体激光器调频数学模型。基于该数学模型,对DFB半导体激光器的调频过程进行了理论模拟,研究了输入电流的偏置、幅度和频率对调频带宽和非线性度的影响。3.对调频非线性预矫正技术进行了理论模拟。通过理论模拟得出注入电流和调频非线性之间的数学关系,在此基础上,设定调频线性方程,通过数学关系反向推导注入电流波形,将推导出的电流波形输入调频数学模型,得出经过预矫正后的调频曲线,验证调频非线性电流波形预矫正技术对调频非线性的矫正作用。4.在理论研究基础上,开展了电流调制线性调频DFB半导体激光器的实验研究。采用实时动态反馈技术,对三角波电流驱动DFB半导体激光器调频非线性进行了矫正,明显降低了DFB半导体激光器调频过程中产生的非线性。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张健

导师: 高存孝

关键词: 激光器,线性调频激光测距,调频非线性

来源: 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

分类号: TN248.4

DOI: 10.27605/d.cnki.gkxgs.2019.000021

总页数: 82

文件大小: 5349K

下载量: 70

相关论文文献

• [1].影响半导体激光器物理特性的影响因素分析与研究[J]. 激光杂志 2020(03)
• [2].高功率半导体激光器散热方法的研究[J]. 通讯世界 2020(06)
• [3].基于光束填充的多单管半导体激光器光纤耦合[J]. 强激光与粒子束 2020(07)
• [4].法国研究团队推出高效半导体激光器[J]. 传感器世界 2020(05)
• [5].“半导体激光器”专题前言[J]. 中国激光 2020(07)
• [6].半导体激光器的物理特性分析及研究[J]. 激光杂志 2018(12)
• [7].锥形半导体激光器研究进展[J]. 中国光学 2019(01)
• [8].半导体激光器的虚拟实验仿真系统[J]. 西南师范大学学报(自然科学版) 2019(02)
• [9].915nm半导体激光器新型腔面钝化工艺[J]. 红外与激光工程 2019(01)
• [10].分布布拉格反射器半导体激光器的研究进展[J]. 激光与光电子学进展 2019(06)
• [11].半导体激光器器件和材料研究进展[J]. 新材料产业 2019(04)
• [12].冲击电流驱动下半导体激光器的快速响应研究[J]. 激光与红外 2018(02)
• [13].蓝绿光半导体激光器将国产化[J]. 半导体信息 2018(01)
• [14].基于嵌入式技术的半导体激光器电路设计[J]. 激光杂志 2018(06)
• [15].高可靠性瓦级660nm半导体激光器研制[J]. 中国激光 2018(05)
• [16].热电冷却半导体激光器的温控策略研究[J]. 工程热物理学报 2018(07)
• [17].半导体激光器的实验特性分析及识别[J]. 激光杂志 2018(10)
• [18].具有反射波导结构的半导体激光器[J]. 激光杂志 2016(11)
• [19].用半导体激光器测普朗克常量[J]. 大学物理 2017(01)
• [20].低阈值852nm半导体激光器的温度特性[J]. 发光学报 2017(03)
• [21].连续可调恒流的半导体激光器恒温控制[J]. 数码世界 2020(05)
• [22].直接调制光反馈半导体激光器产生超宽带信号[J]. 知音励志 2016(18)
• [23].单片机控制的半导体激光驱动电源[J]. 明日风尚 2017(10)
• [24].半导体激光器在光纤通信中的应用[J]. 科学家 2017(10)
• [25].半导体激光器数字辅助锁定系统的设计[J]. 电子制作 2013(22)
• [26].管式炉中半导体激光器巴条封装[J]. 激光与光电子学进展 2019(09)
• [27].偏振、波长与输出功率高稳定半导体激光器的设计与制作[J]. 光学与光电技术 2019(05)
• [28].半导体激光器储备池计算系统的工作点选取方法[J]. 物理学报 2019(22)
• [29].半导体激光器的最新进展及应用现状[J]. 电子技术与软件工程 2018(10)
• [30].大功率低阈值半导体激光器研究[J]. 数字通信世界 2018(06)

标签：激光器论文;  线性调频激光测距论文;  调频非线性论文;