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基于F-P腔的半导体激光器稳频技术研究

更新时间:2020-03-14 18:36:34 大小:4M 上传用户:xiaohei1810查看TA发布的资源 标签:半导体激光器 下载积分:3分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

半导体激光器自问世以来,以其体积小、转换效率高、寿命长、波长覆盖范围宽,可低功率低电流直接抽运,工作电压和电流与集成电路兼容等优点,目前已经被广泛的应用于光纤通信、原子频率标准、激光测距、高分辨率激光光谱、原子核物理等方面。但是激光器输出频率对其驱动电流和工作温度都很敏感,导致它的谱线较宽、稳定度较差,这些缺点严重限制了它的实际应用。

  为了提高半导体激光器输出频率的稳定性,本文从外腔光反馈稳频技术出发,设计了一个基于F-P共焦干涉仪的外腔式的稳频控制系统。系统以MSP430单片机为核心,以F-P共焦干涉仪输出的中心频率为基准频率,主要分为四个部分。

  1.F-P共焦干涉仪控制部分。由于激光频率极高,无法直接测量,本部分是通过在干涉仪的两端加上了一个音频扫描电压,对其腔长进行调制进而对激光频率调制。

  2.光电接收部分。系统采用PIN型硅光电二极管将探测光中的调制光谱信号进行光电转换,并通过锁相放大器,获得激光频率的偏差量,然后送入到单片机中。

  3.系统电源部分。系统为激光器设计了可控恒流源,一方面为激光器提供驱动电流源,另一方面根据反馈回来的光谱信号来调节注入电流的大小,实现激光频率的稳定。

  4.温度控制部分。该部分以半导体制冷器为温控元件,以单片机为核心,采用PWM驱动,通过PID算法计算控制量,实时实现温度稳定。

  最后将整个系统连接起来,并在不同的环境下进行了测试,系统的频率稳定度达到了10-7,复现性也较高。

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