分布式光纤传感系统正是利用了传感光纤中的背向拉曼散射光受沿光纤轴向分布的温度场调制的原理,结合光时域反射OTDR技术,由光在光纤中的传播速度和背向光返回时间,计算被测温度点的空间位置,达到分布式测8量温度场的目的。
图 1-2光纤中各类散射光位置示意图 一个典型的基于拉曼散射的分布式光纤温度传感系统如图 1-3所示 。
在这样的系统中,窄脉冲光源的性能对系统的整体性能起决定性的作用:脉冲光的峰值功率影响系统温度分辨率 。

19、,脉冲宽度是系统空间分辨率的决定要素之一,脉冲的重复频率决定了系统910的时间分辨率 ,可以认为脉冲光源的设计是整个分布式测温系统最主要的因素之一 。
3 暨南大学硕士学位论文 半导体激光器高速脉冲驱动电路的设计与实现图 1-3 半导体激光器高速脉冲光源在分布式拉曼光纤测温系统中的应用 如图 1-3所示的分布式拉曼光纤测温系统,若传感光纤长度L5km,折射率n1.5,要想达到5m的空间分辨率、5s的时间分辨率,要求光源脉冲的峰值功率1W 左右,重复频率 f20kHz,脉冲宽度50ns,上升和下降时间在10ns以内 。
1.4 论文内容和结构 结合 MOPA 光纤脉冲激光器,分布式拉曼光纤测温系统等 。

20、应用对半导体激光器脉冲光源的要求,本论文在确定设计指标的基础上,从以下几个方面论述 LD高速脉冲驱动系统的设计与实现过程: 1 第 2 章阐述了半导体激光器的基本工作原理和设计目标,对现有的几种高速脉冲驱动方法进行比较论证,最终选定以MOSFET为核心的驱动电路结构,在此基础上对4 暨南大学硕士学位论文 半导体激光器高速脉冲驱动电路的设计与实现 MOSFET高速驱动电路的设计进行了理论分析 。
2 第 3 章建立了半导体激光器的SPICE等效模型,并用HSPICE软件对电路和负载进行前期仿真 。
对仿真结果一一进行了分析,针对仿真中出现的问题提出解决办法,在此基础上进行元件选型和电路结构详细设计 。
。

21、3 第 4章主要论述驱动电路的PCB实现过程,指出高速脉冲电路PCB设计应注意的事项 。
经过装机调试,得出驱动电路最终工作效果 。
5 暨南大学硕士学位论文 半导体激光器高速脉冲驱动电路的设计与实现 第2章 高速脉冲驱动理论基础和设计概要 本章对高速脉冲光源从设计目标、理论基础、整体架构、各模块实现方法等几个方面做了详细的论述 。
2.1 半导体激光器的基本特性 11半导体激光器的激励方式主要有 3种 ,即电注入式、光泵式和高能电子束激励式 。
绝大多数半导体激光器都采用电注入式,即给半导体激光器的PN结施加正向电压,使结平面区域产生受激发射 。
半导体激光器的这个特性与二极管相似,所以又叫激光二极管Las 。

22、er Diode,简称LD 。
LD的I-V特性如图 2-1a所示,该曲线是一个典型的二极管I-V特性曲线,当加在LD两端的正偏电压V逐渐增加并且小于V 时,LD内部没有形成粒子数f反转,工作状态类似于LED,以自发辐射为主 。
当电压逐渐增大超过V 后,LD受激层f形成了密度转化,LD开始发射激光 。
刚好让LD形成粒子数翻转的偏置电流称为LD的阈值电流,记为I ,对应的电压记为V ,叫导通电压 。
V 和LD材料的禁带宽度有关 。
和th f fI-V特性相关,半导体激光器的P-I特性曲线如图 2-1所示 。
图 2-1 半导体激光器的 I-V 特性和 P-I 特性曲线 本文实际使用的脉冲半导体激光器为德国Lum 。

23、ics公司的LUM1064M010,其P-I特性曲线如图 2-2所示 。
主要技术指标有: 脉冲输出功率:1W 脉冲峰值电流:2A 阈值电流:100mA 6 暨南大学硕士学位论文 半导体激光器高速脉冲驱动电路的设计与实现 峰值波长:1064nm 大信号调制带宽:100MHz 最大前置电压:2.2V图 2-2 LUM1064M010 半导体激光器的 P-I 特性曲线 2.2 高速脉冲驱动电路的整体设计 上一节分析了半导体激光器的基本特性,本节将在此基础上论述 LD 脉冲驱动电路的结构和每个模块的设计方案 。
2.2.1 脉冲驱动器的技术指标 3衡量脉冲激光器性能主要有以下几个参数 ,其中单脉冲波形参数 。

24、对照图 2-3: 1 重复频率 f :指电路能够驱动 LD负载每秒发射的脉冲次数 。
12 脉冲周期T :周期性重复的脉冲序列中,两个相邻脉冲的时间间隔,有T 。
f3 平均功率P :对于驱动电源而言,平均功率指的是电源传送给 LD 负载的电功a率 。
设每次脉冲电源输出的能量是J ,重复频率是 f ,则平均功率PJf。
S a S7 暨南大学硕士学位论文 半导体激光器高速脉冲驱动电路的设计与实现 4 上升时间t :从脉冲前沿波形幅度的 10%上升到 90%的时间 。

来源：(未知)

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标题：半导体激光器|半导体激光器高速脉冲驱动电路的设计与实现( 三 )