Устройство для стабилизации параметров импульсов излучения полупроводникового лазера Советский патент 1991 года по МПК H01S3/133 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться при создании генераторов импульсов стимулированного излучения со стабильными параметрами и оптоэлектрон1- ных рециркуляционных генераторов с повышенной стабильностью частоты.

Цель изобретения - стабилизация временного положения выходного светового импульса полупроводникового лазера относительно импульсов возбуждающего тока путем подстройки постоянного смещения полупроводникового лазера.

На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.

Схема содержит последовательно соединенные усилитель 1 импульсов тока;

иолу провопи i i.n я hin j ia з е I

фо гоэлек- трическчи пниемник 3, yi или гель 4, устройство S выборки и сравнения вы ходного сигнала усилителя с образцовым напряжением К ,выход которого подключен к входу регулировки усиления усилителя I, а вход управления устройства шторки и сравнения со единяется зыходом усилителя 1 импульсом тока олок 6 задержки, приориге пап, дискриминатор 7, ревер- гившш адресный счетчик 8, входы прямого и обр гпюго счета которого (+) и -1 соотлегстненно) подклю 1еьы к пернс-пу и ьторому вхонам приоритетного дискриминатора 7; пнфроаналого-- вы пре Лфазовдт чь(11АП) 9. входи которого I M тключены к двоичным инФор мацло1ыим реверсивного сч- г- чик-г 8, ,) гычол ПМ{ хчдннгн с и - о

ДО1ч ПОЛ 1Г| ОНОДНМКППО О 11ЛЗ р I -1 ,

этом вхол Злпусг1 -илнтетя 1 импуч

СОВ ТО), 1 , Р ч С 1VOMPM ( Прч

приприте пюги чнс-.л тшиатор,; 7

Устр тч( т во ре Пюглет следующим образом

При подготсвье устройства к рлбо- те на и мод Чаткм начально о ЬОРП p2Hei L jinc 4) .ып-тного счетчика 8 подаете - (if 1Мл ,-,.- iniicn пред |)И О п, но vc ra: Miu imori ьчма, пин I jrupot . мхс.дпрт, птнлл ILVI1 гок по F c pnirM i п чере т .ruiiv.ipc

ЬОДНИЬС - I Ji,1 JiMi tp.I ПОСг1- уПЛ |ГИИ

и-мпут i ч i ич пигуддл Lr усичите i

1 Ha Т i . ч чочоДНИКОБЫИ J a U П 2 noC IfН1ПГ « ТУТОВОЙ 1ГМПУ 7ЬС Г ЬТ ЛЛРАЬОМ Т , ЧО Н 1 Л i,HO ТОКОЬОГО ИМ

, tnipe. -.uit мой вьч ЛАенисм

I

/I

I

ф

if A

где х, „. - Ч1{ тайное

V I

U

Ст п

о

чреня жични не pamiojif., ньк носителей заряд i в нолу- проводннъопом чазепе;

1 L(1 - плпогоыьп ток полупрородннк вого при работе его :« стационарном I Pxi re ,

Есл; хдерлка f мгтулъса )б (зaдepжI ц 6) относительно вы ходного пмпульсп си.ппгеля I выбрана

5 ннборки и сравнения начинается в момент появления электрического сигнала на выходе усилителя 4„ При этом выходным сигналом устройства 5 выборки и сравнения осуществляется коп- ректировка усиления в усилителе 1 импульсов тока, т.е. осуществляется стабилизация амплитудных световых импульсов.

Стабилизация временного положения импульса происходит следующим образом.

Начальный код на выходе ЦАП задает величину тока постоянного смещения J 0 Если времена прихода импульсов на первый и нторой входы приоритетного дискриминант ра 7 (после прихода импульса на вход Сброс приоритетно о дискригИнатора) различают- cHj то происходит срабатывание при- ,pnri гн(,го дискрииппгатора и измепя- ет ч н i единицу кол на входе 9, т изменяется постоянное смещение

)

Ь

Д1 М резуль1. лазера на вечнчнну т, ГС задержка генерации в лазере L-, изменяется согласно формуле (1) и р i иость времен прихода импульсов на первый и второй входы приоритетного дискриминатора 7 уменьшаются. Исходное состояние дискриминатора 7 чисгт шал ишается следунл щм им пуль- con H.I входе Сброс. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока иг выполнится условие

I1 Ui + k t)e At , (3) J Д1- Д временное разрешение приоритетного дискриминатора (оно может быть достаточно высоким,12-33 не), Когда разность прихода импульсов на первый и второй входы приоритетного дискриминатора становится мень- IR Д Ј, то в системе стабилизации наблюдаются переключения приоритетного дискриминатора, не выводящие положение светового импульса за пределы интервала дЈ на величину большую, чем / Д1 г, /, соответствующую изменению 10 на величину шага дискре50

тизации Д1Ј При этом

ими

Изобретение относится к импульсной технике и может бить использовано при создании генераторов импульсов стимулированного излучения со стабильными параметрами и оптоэлектронных рециркуляционных генераторов с повышенной стабильностью частоты. Цель изобретения - стабилизация временного положения выходного светового импульса полупроводникового лазера относительно импульса возбуждающего тока путем подстройки постоянного смещения полупроводникового лазера. В устройство для стабилизации параметров импульсов излучения полупроводникового лазера, содержащее усилитель импульсов тока, полупроводнико- вми лазер , фотоэлектрический приемник, усилитель, устройство выборки и сравнения, дополнительно введены блок задержки, приоритетный дискриминатор, реверсивный адресный счетчик, цифро- аналоговый преобразователь (ИЛИ) Время распространения сигнала в блоке задержки выбирается равным сумме задержки возникновения генерации в лазере, времени распространения излучения от полупроводникового лазера до фотоэлектрического приемника и времени распространения электрического сигнала в фотоэлектрическом приемнике и усилителе, а работа приоритетного дискриминатора реверсивного адресного счетчика и ПАИ организуется таким образом, что запаздывание импульса с выхода усилителя сигнала фотоприемника импульса с выхода блока задержки вызывает увеличение постоянного смещения, подаваемого на лазер, а опережение - уменьшение смещения. 1 ил. SS (Л О5 ю оо

€ t j + Д t , (2)

где t - время распространения оптического гигн-ша от лазеря 2 до при- емника 3 i уч J гом -задержки г усичнтеЛС 4,

ю ги. ) уставов пен LIN лб ра цол:г ч прением 1 о в упюйстве

ст

5

&t ccn

In

I .-.I - (I

1л + M0 }

(4)

Таким образом, подстройка смещения I0 полупроводникового лазера позволяет стабилиз фовать временное

положение выходного светового импульса относительно импульса воэбуждающе- го тока с точностью Ј+ 2Ati п условиях изменяющейся температуры окружающей среды и старения лазера. Кроме того, при возрастании (для определенности) порогового тока (за счет изменения температуры, деградации и т.п.) падает амплитуда световых импульсов (в отсутствие системы стабилизации) и увеличивается задержка генерации t (1). Уменьшение этих иt- мененин требует увеличения 10как для компенсации изменения амплитуды, так и для задержки. Поэтому подетропка постоянного смещения по временному положению светового импульса относительно импульса возбуждающего тока позволяет уменьшить динамический диапазон изменения выходных cm налов устройства 5 выборки и сравнения Указанное обстоятельство позволяет повысить крутизну nepi стройки коэффициента усиления в усилителе 1 импульса тока, а следовательно, и точ- ночть поддержания лмп штуды световых импульсов на постоянном уровне. Приоритетный дискриминатор может быть выполнен по известной схеме, позволя- юцеи получить временное разрешение (минимальную разность ДС времен прихода сигналов па первш и второй входы, при которых приоритетный дискриминатор устанавливается в состояние, соответствующее их очередности,) значительно меньше, чем собственное время переключения триггера.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации параметров импульсов излучения полупроводникового лазера, содержащее уси

0

5

0

5

0

5

литель импульсов тока, вход которого является входом для подключения внешнего генератора, а выход соединен с входом полупроводникового лазера, который оптически связан с фотоэлектрическим приемником, выход которого соединен с усилителем, выход которого подключен к первому входу устройства выборки и сравнения, второй вход которого является входом для подключения источника напряжения, si. ход устройства выборки и сравнения подключен к входу регулировки усиле - ния усилителя импульса тока, отличающееся тем, что, с це лью стабилизации временного положения выходного светопо о импульса пол гпроводникового лазера относительно импульса возбуждающего тока путем подстройки постоянного смерцмшя лаз. ра, дополнительно вводится блок задержки, реверсивный цпр счетччь , приоритетный дискриминатор, цифро- аналоговый преобразователь, выход у илнтеля импульсов тока соединен с входом блока задержки, выход которого подключен к входу управления устройства выборки и сравнения и первому входу приоритетного дискриминатору второй вход которого подключен к выходу усилителя, вход усилителя импульсов тока соединен с входом сброса приоритетного дискриминатора, первый и второй выходи которого соединены с входами прямого и обратного счета реверсивного 1дрееного счетчика соответственно, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу полупроводникового лазера, вход записи кода реверсивного адресного счетчика является входом для подключения внешнего задающего устройства.

сброс Запись . кода