基于FPGA的半导体激光器光电锁相非线性校正

论文摘要

激光连续波扫描(FMCW)绝对距离测量技术具有脱轨、测量无需接触目标、独立于合作目标等优点。它是一种获取大型三维物体形貌信息的重要手段,具有测距范围广、测距精度高、自动化程度高的优点。由于电流调谐半导体激光器具备扫频速率快、调制方式简单灵活、封装尺寸小的优点,同时成本低,因此已成为激光FMCW绝对距离测量系统的首选光源。本课题设计了基于FPGA的数模混合光电锁相环系统结合基于割线迭代算法的预校正实验,用于电流调谐半导体激光器的调谐非线性影响。首先,本课题介绍了通过以电流调谐半导体激光器作为测量光源的FMCW绝对距离测量系统的测距原理。分析了电流调谐半导体激光器扫频存在的非线性对测距分辨率和精度的影响。然后,着重分析介绍对半导体激光器调频存在的非线性的校正方法,建立以基于割线迭代算法的开环预校正为辅和以基于FPGA的数模混合光电锁相环的闭环反馈为主的校正方法。通过与经典电学锁相环系统的比较,详细分析了本课题中基于FPGA的数模混合光电锁相环的数学模型和传递函数。接着,分析了基于FPGA的数模混合光电锁相环重要参数的测量方法和各模块的具体实现方法。接着对电流调谐半导体激光器的调频非线性校正系统的校正效果进行了测试评估,同时搭建了基于迭代算法预校正的实验系统并且验证了开环预校正的校正效果;在开环预校正的基础上,设计制作并调试了以基于FPGA的数模混合光电锁相环为主体的电路和光学系统,并通过闭环校正实现了稳定的半导体激光器的锁定,即实现了导体激光器的调频非线性校正。最后对闭环锁定效果进行了测试和评估,得出包括闭环前后拍信号谱宽、时频曲线重复性和激光器扫频非线性度三个重要参数,验证了闭环锁定效果。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄小帅

导师: 甘雨

关键词: 调频连续波,电流调谐,锁相环,非线性校正

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,无线电电子学

单位: 哈尔滨工业大学

分类号: TN248.4;TN791

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.003967

总页数: 80

文件大小: 2090K

下载量: 85

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：调频连续波论文;  电流调谐论文;  锁相环论文;  非线性校正论文;