基于滑模控制的半导体激光器温度控制系统

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作者 刘晨 唐壹明 +3 位作者 吴海勇 王如刚 陈勐勐 徐飞 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期14-18,共5页

为了解决分布反馈(DFB)半导体激光器因温控电路不稳定而导致输出波长漂移的问题,设计了一种基于滑模控制的半导体激光器温度控制系统。该系统采用曲线拟合求出DFB半导体激光器内部热电冷却器的传递函数,并在Simulink中加入白噪声搭建温... 为了解决分布反馈(DFB)半导体激光器因温控电路不稳定而导致输出波长漂移的问题,设计了一种基于滑模控制的半导体激光器温度控制系统。该系统采用曲线拟合求出DFB半导体激光器内部热电冷却器的传递函数,并在Simulink中加入白噪声搭建温度仿真模型,比较比例-积分-微分(PID)控制、增量PID控制、滑模控制的可行性,最终在实验电路中对比不同算法下温度控制的波形。实验结果表明:通过优化设计滑模控制系统,能有效提高激光器系统的响应速度和稳态精度,经过长时间测试,连续120 min内的温度误差小于等于0.16%。 展开更多

关键词 分布反馈半导体激光器 热电冷却器 滑模控制 温度控制系统

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面发射分布反馈半导体激光器 被引量：15

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作者 田锟 邹永刚 +3 位作者 马晓辉 郝永芹 关宝璐 侯林宝 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第1期51-64,共14页

本文详细阐述了面发射分布反馈半导体激光器(SE-DFB-LD)的基本工作原理、结构设计及其工作性能,针对国内外研究最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上,对面发射半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。... 本文详细阐述了面发射分布反馈半导体激光器(SE-DFB-LD)的基本工作原理、结构设计及其工作性能,针对国内外研究最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上,对面发射半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。随着面发射分布反馈半导体激光器各性能指标的不断优化提升和后期加工、装调技术的逐渐成熟,其将不断满足科学研究及工业、军事等实际应用领域对半导体激光器的需求,具有很大的发展潜力。 展开更多

关键词 二阶光栅 面发射 分布反馈 半导体激光器

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基于分布反馈半导体激光器的CO气体光声光谱检测特性 被引量：7

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作者 陈伟根 彭晓娟 +1 位作者 刘冰洁 孙才新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第13期124-130,200,共7页

一氧化碳(CO)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映运行电力变压器中油纸绝缘的放电及老化;而光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)技术能够应用于变压器油中溶解气体的在线监测。基于光声光谱检测原理,利用分布反馈... 一氧化碳(CO)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映运行电力变压器中油纸绝缘的放电及老化;而光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)技术能够应用于变压器油中溶解气体的在线监测。基于光声光谱检测原理,利用分布反馈(distributed feedback,DFB)半导体激光器搭建了CO气体光声光谱检测平台,选择1.567m的CO分子谱线为研究对象,实验研究了DFB半导体激光器的辐射特性和CO气体的光声光谱响应特性,分析了光声信号与激光功率、气体浓度的关系。结果表明:在气体吸收未发生饱和效应的条件下,光声信号与激光功率、气体浓度均具有良好的线性关系。该研究结果为变压器油中气体光声光谱的在线监测奠定了基础。 展开更多

关键词 一氧化碳 分布反馈半导体激光器 共振光声光谱 检测特性 .

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分布反馈半导体激光器电路模型 被引量：2

4

作者 陈维友 刘式墉 《电子科学学刊》 EI CSCD 1997年第5期658-664,共7页

以周期波导结构的耦合模方程及载流子密度速率方程为基础,在适当的假定条件下,本文得到一个比较简单的适于无内部相移的折射率耦合单模分布反馈半导体激光器电路模型.用本模型得到的模拟结果与已报道的结果符合很好.

关键词 分布反馈 半导体激光器 电路模型 CAD

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增益开关分布反馈半导体激光器输出特性的研究 被引量：1

5

作者 朱利 杨祥林 于虹 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1996年第3期9-14,共6页

讨论了采用增益开关技术在分布反馈半导体激光器（ＤＦＢ－ＬＤ）上产生超短光脉冲的特性．理论分析表明，光脉冲特性仅与峰值反转率ｒ有关，峰值功率随ｒ升高而升高，脉宽随ｒ升高而降低．数值模拟发现存在最佳偏置点使峰值功率最高而... 讨论了采用增益开关技术在分布反馈半导体激光器（ＤＦＢ－ＬＤ）上产生超短光脉冲的特性．理论分析表明，光脉冲特性仅与峰值反转率ｒ有关，峰值功率随ｒ升高而升高，脉宽随ｒ升高而降低．数值模拟发现存在最佳偏置点使峰值功率最高而脉宽最窄，增加调制功率有助于压窄脉冲．调制频率接近于激光器谐振频率时可获得最大峰值功率，调制频率上升至一定值后出现周期加倍现象． 展开更多

关键词 分布反馈激光器 半导体激光器 增益开关

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面发射分布反馈半导体激光器及光栅耦合半导体激光器 被引量：4

6

作者 戚晓东 叶淑娟 +2 位作者 张楠 秦莉 王立军 《中国光学与应用光学》 2010年第5期415-431,共17页

阐述了以曲线光栅面发射分布反馈半导体激光器(SEDFB)为代表的SE-DFB器件的原理和结构,讨论了它们的性能和特点并与其他类型的半导体激光器进行了比较。指出依靠曲线光栅特殊的衍射特性,可实现对模式的控制和二维漏模耦合阵列化出光,得... 阐述了以曲线光栅面发射分布反馈半导体激光器(SEDFB)为代表的SE-DFB器件的原理和结构,讨论了它们的性能和特点并与其他类型的半导体激光器进行了比较。指出依靠曲线光栅特殊的衍射特性,可实现对模式的控制和二维漏模耦合阵列化出光,得到窄线宽(典型值0.08nm)、小发散角(典型值0.5mrad)、高亮度(单管近衍射极限3W(CW))和大功率(单管最高73W,列阵为kW级)的激光。综述了SE-DFB的发展历程、现状及未来的发展趋势,强调由于曲线光栅耦合SE-DFB激光器兼具边发射和面发射器件的优势和诸多其他优秀性能,将其应用于不同材料体系,不同结构的半导体激光器及其阵列,制作不同波段的高功率、高光束质量的SEDFB器件会有很好的研究意义和应用前景。 展开更多

关键词 面发射分布反馈半导体激光器 高功率高亮度激光器 激光列阵 光栅耦合器件 金属光栅

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一种分布反馈注入放大半导体激光器的研制 被引量：3

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作者 陈立 熊宗元 +3 位作者 王玲 李润兵 王谨 詹明生 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期15-20,共6页

研制了一种小型大功率半导体激光器系统。将分布反馈半导体激光器输出的小功率光注入到锥形芯片放大器后实现功率放大,得到功率大于700 mW,波长连续可调谐范围大于1 nm的输出激光。该激光器系统不但结构紧凑、输出功率稳定,而且操作方... 研制了一种小型大功率半导体激光器系统。将分布反馈半导体激光器输出的小功率光注入到锥形芯片放大器后实现功率放大,得到功率大于700 mW,波长连续可调谐范围大于1 nm的输出激光。该激光器系统不但结构紧凑、输出功率稳定,而且操作方便。该系统可在激光冷却与囚禁、超冷量子气体、量子信息、原子频标及相关空间实验研究中得到应用。 展开更多

关键词 激光技术 半导体激光器 分布反馈 锥形放大器

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808nm半导体分布反馈激光器的光栅设计与制作 被引量：3

8

作者 班雪峰 赵懿昊 +2 位作者 王翠鸾 刘素平 马骁宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期41-46,共6页

半导体分布反馈(DFB)激光器的核心工艺之一是分布反馈光栅的制作,设计了808 nm DFB激光器的一级光栅结构。利用纳米压印技术与干法刻蚀附加湿法腐蚀制作了周期为120 nm的梯形布拉格光栅结构,使用MATLAB和Pics3D软件模拟了一次外延结构... 半导体分布反馈(DFB)激光器的核心工艺之一是分布反馈光栅的制作,设计了808 nm DFB激光器的一级光栅结构。利用纳米压印技术与干法刻蚀附加湿法腐蚀制作了周期为120 nm的梯形布拉格光栅结构,使用MATLAB和Pics3D软件模拟了一次外延结构的光场分布和能带图。通过优化湿法腐蚀所用腐蚀液各组分比例、腐蚀温度、腐蚀时间等条件,得到了理想的湿法腐蚀工艺参数。扫描电子显微镜表征显示,光栅周期为120 nm,光栅深度约为85 nm,占空比约为47%,光栅边缘线条平直,表面平滑,周期均匀。创新型的引入湿法腐蚀工艺和腐蚀牺牲层使光栅表面的洁净度得到保证,提高了二次外延质量的同时,也为进一步制作DFB激光器高性能芯片奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 半导体激光器 分布反馈 一级光栅 纳米压印 干法刻蚀 湿法腐蚀

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光纤通信用半导体激光器 被引量：1

9

作者 罗毅 王健 +1 位作者 蔡鹏飞 孙长征 《中兴通讯技术》 2002年第4期18-23,共6页

半导体激光器是光纤通信用的主要光源,由于光纤通信系统具有不同的应用层次和结构,因而需要不同类型的半导体激光器。文章根据目前光纤通信系统的发展趋势,介绍几种典型的光纤通信用半导体激光器件———法布里-珀罗激光器、分布反馈半... 半导体激光器是光纤通信用的主要光源,由于光纤通信系统具有不同的应用层次和结构,因而需要不同类型的半导体激光器。文章根据目前光纤通信系统的发展趋势,介绍几种典型的光纤通信用半导体激光器件———法布里-珀罗激光器、分布反馈半导体激光器、电吸收型调制器集成光源、波长可选择光源、垂直腔面发射激光器的特点和发展方向。 展开更多

关键词 光纤通信 半导体激光器 分布反馈 布拉格反射器 电吸收型调制器 垂直腔面反射器

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基于液晶/聚合物光栅选频的高效率有机半导体激光器 被引量：8

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作者 刘明欢 李大禹 +4 位作者 姚丽双 刘永刚 彭增辉 曹召良 宣丽 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期853-860,共8页

报道了一种基于液晶/聚合物光栅选频的高效率有机半导体激光器的制备方法。首先在一片玻璃基板上旋涂有机半导体荧光薄膜MEH-PPV作为增益介质,然后在其上通过光场中的定域光聚合制备液晶/聚合物光栅,形成分布式反馈(DFB)有机半导体激光... 报道了一种基于液晶/聚合物光栅选频的高效率有机半导体激光器的制备方法。首先在一片玻璃基板上旋涂有机半导体荧光薄膜MEH-PPV作为增益介质,然后在其上通过光场中的定域光聚合制备液晶/聚合物光栅,形成分布式反馈(DFB)有机半导体激光器。激光出射阈值0.32μJ/pulse,斜率转化效率高达7.8%,呈现良好的s偏振特性。采集了激光束的光斑,轮廓清晰,呈现扇形结构。通过改变光栅周期,实现了53.4nm激光出射范围。本工作为新型有机激光器的制备提供了有益的指导和借鉴意义。 展开更多

关键词 有机半导体激光器 液晶/聚合物光栅 分布反馈

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半导体激光器的进展 被引量：8

11

作者 王莉 张以谟 +1 位作者 吴荣汉 余金中 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1999年第5期267-270,共4页

文中概述了近年来国际上半导体激光器的发展趋势及各种不同的半导体激光器的具体技术指标

关键词 半导体激光器 分布反馈 量子阱 垂直腔面发射

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基于调制光注入半导体激光器产生宽带可调谐微波频率梳 被引量：1

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作者 刘娜 樊利 +1 位作者 夏光琼 吴正茂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期324-333,共10页

提出并实验研究了一种宽带可调谐微波频率梳(MFC)的产生方案。首先,通过单频电信号调制一个分布反馈半导体激光器(DFB-SL1),可以得到包含多条梳线的种子光学频率梳(OFC);然后,将种子OFC送入一个受同样单频信号驱动的相位调制器,可得到... 提出并实验研究了一种宽带可调谐微波频率梳(MFC)的产生方案。首先,通过单频电信号调制一个分布反馈半导体激光器(DFB-SL1),可以得到包含多条梳线的种子光学频率梳(OFC);然后,将种子OFC送入一个受同样单频信号驱动的相位调制器,可得到具有更多梳线的优化OFC;最后,将优化OFC注入到另一个DFB-SL(DFB-SL2)中,其输出通过光电转换后以获得宽带MFC。实验结果表明,采用频率为2.9 GHz的单频电信号,通过优化注入功率和两个DFB-SLs之间的频率失谐,可以获得幅度变化在±5 dB内带宽为55.1 GHz的MFC,且每条梳线的相位噪声均低于-98.66 dBc/Hz@10 kHz。通过改变单频电信号的频率并选择合适的工作参数,可以产生梳距可调谐的宽带MFC。 展开更多

关键词 分布反馈半导体激光器 微波频率梳 光学频率梳 相位调制 光电转换

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半导体激光器速率方程的参数提取(特邀) 被引量：2

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作者 王建坤 黄永光 刘祎慧 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期72-79,共8页

重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性,提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例,利用小信号频率响应曲线(S21)准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ,结合激... 重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性,提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例,利用小信号频率响应曲线(S21)准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ,结合激光器的光功率-电流(P-I)响应曲线,即可计算出半导体激光器速率方程的各个参数。对比之前的参数提取近似计算方法,本方法适用的激光器驱动电流范围更宽,大电流下谐振频率fr等参数的提取更精确,对宽工作电流工作的激光器如模拟激光器等的优化改进有借鉴意义。 展开更多

关键词 光纤通信 分布反馈激光器 半导体激光器 速率方程 参数提取 谐振频率

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基于ZnMgO/ZnO的紫外波段DFB半导体激光器的仿真分析 被引量：1

14

作者 沈瑞 胡芳仁 《光通信研究》 北大核心 2017年第1期34-36,60,共4页

根据TMM(传输矩阵理论),对采用ZnMgO/ZnO为工作物质的紫外波段DFB(分布反馈)半导体激光器的结构进行设计与仿真。当占空比为0.5,光栅周期为92.5nm,光栅高度为65nm时,得到了364.8nm出射波长。通过改变有源层的厚度,分析了不同有源层厚度... 根据TMM(传输矩阵理论),对采用ZnMgO/ZnO为工作物质的紫外波段DFB(分布反馈)半导体激光器的结构进行设计与仿真。当占空比为0.5,光栅周期为92.5nm,光栅高度为65nm时,得到了364.8nm出射波长。通过改变有源层的厚度,分析了不同有源层厚度时激光器阈值电流与输出功率的关系。仿真结果表明,有源层太厚会减弱对载流子的限制作用,使阈值电流增大;而有源层太薄时,波导层对光子的限制效果减弱,导致损耗增大,功率下降,阈值电流增大。所以合理选取有源层厚度可改善DFB激光器的电流功率特性。 展开更多

关键词 分布反馈半导体激光器 氧化镁锌/氧化锌 布拉格光栅 紫外波段

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高速直接调制半导体激光器研究进展 被引量：5

15

作者 田琦 韩宇 +1 位作者 张瑞罡 张敏明 《光通信研究》 2023年第2期55-62,共8页

直接调制半导体激光器因其具有高速传输、高可靠和低成本等特点,成为应用在第五代移动通信技术(5G)前传和数据中心中的高性价比光源。高速直接调制半导体激光器性能提升已有许多研究,文章分别从无制冷宽温工作高速半导体激光器研究方面... 直接调制半导体激光器因其具有高速传输、高可靠和低成本等特点,成为应用在第五代移动通信技术(5G)前传和数据中心中的高性价比光源。高速直接调制半导体激光器性能提升已有许多研究,文章分别从无制冷宽温工作高速半导体激光器研究方面和超高速半导体激光器方面对高速直接调制半导体激光器的基本理论和发展历程进行了综述,分析各自的优缺点,并介绍了研发团队在这些方面取得的部分进展。 展开更多

关键词 直接调制半导体激光器 宽温 超高速 分布式反馈激光器 失谐加载 光子光子谐振

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940 nm水平腔面发射半导体激光器设计与制备 被引量：3

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作者 术玲 海一娜 +2 位作者 邹永刚 范杰 王傲 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期223-230,共8页

水平谐振腔面发射分布反馈(Surface emitting distributed feedback,SE-DFB)半导体激光器因具有更好的光束质量获得了广泛关注。本文设计了波长为940 nm的水平谐振腔面发射分布反馈半导体激光器,分析了光栅的结构参数(形状、周期、占空... 水平谐振腔面发射分布反馈(Surface emitting distributed feedback,SE-DFB)半导体激光器因具有更好的光束质量获得了广泛关注。本文设计了波长为940 nm的水平谐振腔面发射分布反馈半导体激光器,分析了光栅的结构参数(形状、周期、占空比、刻蚀深度等)对激光器发光特性(线宽、边模抑制比、功率及斜率效率等)的影响。结合二阶光栅、脊形波导、电极及出光口、解理封装等器件工艺,制备出发光波长为940.3 nm的水平谐振腔面发射半导体激光器,线宽为0.52 nm,连续工作模式下发射功率为890 mW。 展开更多

关键词 面发射分布反馈(SE-DFB)半导体激光器 二阶光栅 光栅形貌 耦合因子

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半导体激光器

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《中国光学》 EI CAS 2000年第5期26-28,共3页

TN248.4 2000053166相移结构分布反馈激光器的静态及动态特性分析=Static and dynamic analysis of phase shift distributedfeedback laser diodes[刊,中]/沈丹勋,项畹仪,徐大雄(北京邮电大学电信工程学院.北京(100876))//物理学报.—1... TN248.4 2000053166相移结构分布反馈激光器的静态及动态特性分析=Static and dynamic analysis of phase shift distributedfeedback laser diodes[刊,中]/沈丹勋,项畹仪,徐大雄(北京邮电大学电信工程学院.北京(100876))//物理学报.—1999,48(9).—1659-1668分析了1/4相移分布反馈(QPS-DFB) 展开更多

关键词 可调谐半导体激光器 波导激光器 外腔半导体激光器 单量子阱激光器 相移分布反馈 载流子密度 应变多量子阱 动态特性分析 研究与进展 净应力

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InGaAsP/InP宽调谐有源Bragg反射集成半导体激光器

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作者 赵宇 《液晶与显示》 CAS CSCD 1989年第Z1期34-35,共2页

目前,由InGaAsP/InP双异质结构成的工作在1.3或1.55μm的半导体激光器由于适用于光纤通信系统,其可调单模激光器受到了人们日益的重视。因为不少实际应用场合都需要波长的调谐。一般,除了依靠器件的工作温度来达到少量的调节外、半导体... 目前,由InGaAsP/InP双异质结构成的工作在1.3或1.55μm的半导体激光器由于适用于光纤通信系统,其可调单模激光器受到了人们日益的重视。因为不少实际应用场合都需要波长的调谐。一般,除了依靠器件的工作温度来达到少量的调节外、半导体激光器本身是不能调谐的。用带有可调光栅反射器的外腔结构,可以实现20-60nm的调谐范围,它只受到了激射材料增益光谱的限制。不用外部光学元件的单片集成激光器,调谐可以用多段式的分布反馈(DFB) 展开更多

关键词 半导体激光器 BRAGG INGAASP/INP 调谐范围 分布反馈 实际应用场合 光纤通信系统 激射 载流子密度 增益区

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半导体激光器

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《中国光学》 EI CAS 2000年第6期16-17,共2页

TN248.4 2000063843高功率1.31μm AlGaInAs应变多量子阱DFB激光器=High power 1.31μm AlGaInAs strain multiquantumwell DFB lasers[刊,中]/杨新民,李同宁,刘涛,周宁,金锦炎,李晓良(武汉邮电科学研究院.湖北,武汉(430074))//光通信研... TN248.4 2000063843高功率1.31μm AlGaInAs应变多量子阱DFB激光器=High power 1.31μm AlGaInAs strain multiquantumwell DFB lasers[刊,中]/杨新民,李同宁,刘涛,周宁,金锦炎,李晓良(武汉邮电科学研究院.湖北,武汉(430074))//光通信研究.—1999,(6).—44—46,59采用金属有机化学汽相淀积工艺和脊型波导结构, 展开更多

关键词 分布反馈半导体激光器 蓝绿色半导体激光器 金属有机化学汽相淀积 应变多量子阱 激光自混合干涉 武汉邮电科学研究院 量子电子学 脊型波导 光通信 垂直腔面发射半导体激光器

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共享激光器的分布式光纤气体传感系统 被引量：4

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作者 李雷 唐守锋 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期384-388,共5页

为了实现远端多节点的高效检测并降低成本,设计了一种新颖的分布式光纤气体传感系统。该系统采用共享一个工作于特种波长的分布反馈半导体激光器,将其置于一个本地控制节点内并通过双向光纤链路串联各远端检测节点,同时使用特殊设计的... 为了实现远端多节点的高效检测并降低成本,设计了一种新颖的分布式光纤气体传感系统。该系统采用共享一个工作于特种波长的分布反馈半导体激光器,将其置于一个本地控制节点内并通过双向光纤链路串联各远端检测节点,同时使用特殊设计的远端节点结构和光纤段,在每个检测节点,用两个Y型耦合器接入气室,将系统中信号分为上行流和下行流,避免来自其它节点信号影响并直接实现时分复用;并以三节点系统的瓦斯体积分数检测为例进行数值计算和实验。结果表明,激光二极管占总成本比重可由约60%降至约38%,且增加循环检测次数能使各节点测定气体体积分数的相对误差降低,首个节点的相对误差可降至0.2%以下,甚至更低,该方案能够精简高效地实现共享光源的分布检测。 展开更多

关键词 光电子学 分布式光纤气体传感系统 分布反馈半导体激光器 光纤传感器 气体检测

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