声光调QDPL激光脉冲信号中高频噪声研究

论文摘要

论文通过对原有的电容偏置电压式光电探测电路进行深入理论分析和优化改进,利用AEPX65超高速硅光电二极管(最高响应时间可达到1ns)和Tektronix公司的TDS5000B系列高速数字荧光示波器中的快帧(Fast frame)功能采集到了声光调QDPL输出光脉冲中的高频噪声信号。这种高频噪声信号,不仅表现为激光脉冲幅度和脉宽的不稳定性的抖动,造成了脉冲宽度空间分布的变化,而且对脉冲的建立时间也会产生不稳定性的影响。对脉冲的频谱进行分析,发现这种高频噪声信号主要由以下两部分频率成分组成,第一部分是处于0.25GHZ～1GHZ频段范围内的噪声信号,第二部分是处于1GHZ～1.8GHZ频段范围内的噪声信号。通过与数值模拟计算的结果进行对照,论文确定第一部分(0.25GHZ～1GHZ)噪声信号所对应的高频噪声信号是由激光腔内的多横模分布引起的,这种分布同时也是导致激光束脉冲宽度场分布不同的重要原因。第二部分(1GHZ～1.8GHZ)噪声信号对应激光脉冲的高频毛刺,主要由激光腔内的多纵模分布引起,这部分噪声信号影响着激光脉冲信号幅度及脉冲宽度的稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 激光二极管泵浦固体激光器的发展
• 1.2 DPL稳定性的提出及研究现状
• 1.3 论文的研究重点
• 第二章 调Q DPL光脉冲高频噪声的测量与表现形式分析
• 2.1 调Q DPL工作原理
• 2.2 实验装置及光电探测电路
• 2.3 声光调Q DPL脉冲中高频噪声信号的测量结果
• 第三章 多纵模分布和光脉冲中高频毛刺噪声的关系研究
• 3.1 激光的多模分布
• 3.2 多纵模分布和光脉冲信号中高频噪声的关系
• 3.3 实验数据及分析结果
• 第四章 多横模分布和光脉冲信号中高频噪声的关系研究
• 4.1 声光调Q DPL横模理论
• 4.2 多横模分布和光脉冲信号中高频噪声的关系
• 4.3 实验数据及分析结果
• 第五章 超高频硬件采样电路的设计
• 5.1 超高频硬件采样电路的设计的必要性
• 5.2 超高频硬件采样电路系统的设计与实现
• 5.3 硬件电路的设计图
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录一 PIN管特性参数表
• 附录二 程序清单
• 3.1 声光调QDPL谐振腔仿真程序
• 3.2 激光腔内多纵模分布模拟程序
• 3.3 激光腔内多横模分布模拟程序
• 附录三 示波器fast frame功能介绍