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【精品专业论文】DFB激光器直接调制和EA外调制产生超短光脉冲的测量研究,精品专业论文,电子,机械,机械设计,电器,工业,自动化,吉林大学,清华大学
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DFB激光器直接调制和EA外调制产生超短光脉冲的测量研究
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Nanoplus DFB激光器（760nm-3500nm）
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“Nanoplus DFB激光器（760nm-3500nm）”参数说明
工作温度范围(℃)：
-20到50摄氏度
50000件/年
“Nanoplus DFB激光器（760nm-3500nm）”详细介绍
　　Nanoplus的DFB激光器，是可调谐单模耦合激光器。Nanoplus能提供在750nm~3500nm范围内的任意中心波长的DFB激光器，并且中心波长能精确到小数点一位，是全世界唯一拥有如此高精度的供应商。
　　可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS），是利用二极管激光器波长调谐特性，获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱，从而对污染气体进行定性或者定量分析。
　　我们的产品在气体分析行业拥有绝对的优势：
　　1、应用前景辽阔。我们能测750nm-6000nm中的任意气体，您选择我们的产品，不仅仅可以在工业环保的竞争中脱颖而出，更可以在军事、航天、医学中需求发展。
　　2、我们的产品性价比非常高。目前nanoplus的产品在欧美占有＞50%的市场，国外大仪器厂商SISMENS（西门子）、AMETEK（阿美特克）、Norsk　ELektro　Optikk　AS（挪威纳斯克）、SpectraSensors、GE　Measurement＆Control等等都是我们最忠实的顾客。
　　3、参数灵活性高。我们是唯一一家能让客户定中心波长时，精确到小数点一位的，精度相当高。
　　4、SMSR（边摸抑制率）&35dB.
　　5、小于3MHz的超窄线宽，部分甚至能小于1MHz.
　　6、调谐精度高：我们是温度固定，调节电流，微调谐精度是0.01.产品稳定性高。
　　下表是DFB一些主要波长在激光气体分析、原子钟应用、Nd：YAG激光器种子源等领域上的应用：
　　主要应用
　　760/761/763nm
　　氧气（O2）分析
　　1590nm
　　*化氢（H2S）气体分析
　　CsD2铯原子钟
　　一氧化碳（CO）气体分析
　　CsD1铯原子钟
　　1579nm
　　一碳二碳（CO/CO2）同时分析
　　水分子（H2O）分析
　　1654nm
　　甲烷（CH4）气体分析
　　1064nm
　　Nd：YAG激光器种子源
　　1742nm
　　氯化氢（HCl）气体分析
　　1178nm
　　大功率光纤激光器种子源
　　1800nm/2650nm
　　一氧化氮（NO）气体分析
　　1273nm
　　氟化氢（HF）气体分析
　　2004nm/2680nm
　　二氧化碳（CO2）气体分析
　　1341nm
　　溴化氢（HBr）气体分析
　　2257nm
　　氧化二氮（N2O）气体分析
　　1512nm
　　氨气（NH3）气体分析
　　3370nm
　　丙烷（C3H8）气体分析
　　1540nm
　　***（HCN）气体分析
　　应用案例：
　　1、用于发电站
　　○严格监控各气体的成分比率：H2O，O2，CO，CO2，NH3，NO2等；
　　2、用于过程控制
　　○监测HCl　的浓度，优化PVC材料的生产；
　　○监测燃烧室中　O2，CO，CO2的浓度，控制钢铁的熔炼过程。
　　3、用于管道检测
　　○天然气管道成分、泄漏检测。
　　4、用于太空研究
　　○比如用于NASA实验室，俄罗斯航天局等。
　　产品综述：
　　我们除了波长可选范围为750nm-3500nm的DFB激光器，还拥有独一无二的3000nm-6000nm的ICL激光器，除此之外，我们还有专业为TDLAS服务的TDLAS控制器和多反腔长光程气体吸收池，并且能提供一些基础连接模型，对研发的前期非常有帮助。
　　另外我们还提供5um-14umQCL激光器，1um-2.6um　InGaAsSb探测器，760nm-3500nm　FP激光器。　
“Nanoplus DFB激光器（760nm-3500nm）”其他说明
DFB中心波长
DFB中心波长
760/761/763nm
氧气(O2)分析
*化氢(H2S)气体分析
CsD2铯原子钟
一氧化碳(CO)气体分析
CsD1铯原子钟
一碳二碳(CO/CO2)同时分析
水分子(H2O)分析
甲烷(CH4)气体分析
Nd:YAG激光器种子源
氯化氢(HCl)气体分析
大功率光纤激光器种子源
1800nm/2650nm
一氧化氮(NO)气体分析
氟化氢(HF) 气体分析
2004nm/2680nm
二氧化碳(CO2)气体分析
溴化氢(HBr) 气体分析
氧化二氮(N2O)气体分析
氨气(NH3)气体分析
丙烷(C3H8)气体分析
***(HCN)气体分析
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DFB激光器直接调制和EA外调制产生超短光脉冲的测量研究.pdf 62页
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原创性声明
本人声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在指导教师的指导下，
独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本
论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本
文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：
日期： 年 月 日
关于论文使用授权的说明
本人同意学校有权保留并向国家有关部门送交学位论文的复印
件，允许论文被查阅和借阅。同意学校及国家有关机构可以公布论文
的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
论文作者签名：
指导教师签名：
本文采用二次谐波自相关法测量了直接调制DFB 激光器产生的光
脉冲以及DFB 激光器和EA 调制器外调制产生的光脉冲。对干涉自相
关函数和电场自相关函数进行迭代求解，求出DFB 激光器直接调制和
EA 调制器外调制产生的光脉冲的波形和啁啾特性。为此，从理论上分
析DFB 激光器和EA 调制器啁啾产生原因、影响啁啾和脉冲宽度的因
素；对DFB 激光器，从解单模速率方程出发，模拟了激光器在不同初
始条件下的输出特性、影响脉冲宽度和啁啾的因素；对EA 调制器，从
测得的归一化输出光功率与偏压的关系出发，模拟了不同偏压和调制
电压下输出特性、影响脉冲宽度和消光比的因素。本文采用的方法具
有以下优点：
（1）对影响DFB 激光器输出脉冲的宽度和啁啾特性以及影响EA
调制器输出脉冲的宽度和消光比进行了详细的模拟和分析，从而为实
际测量提供了指导意义。
（2 ）利用了传统相关测量法所忽略的电场自相关函数和干涉自相
关函数，不仅可以获得脉冲的宽度，还可以再现脉冲的波形和啁啾特
（3 ）不要求假定脉冲的波形。脉冲强度可以是高斯型、劳仑兹型、
双曲正割型或其它的任意波形。
两种方式再现的脉冲的结果表明， DFB 激光器和EA 外调制产生
的超短光脉冲初始啁啾比较小，更适合被用于检测波长变化器的频率
响应和光谱响应及应用于通信系统中。
第一章 前言1
第二章 自相关测量的原理及实验研究4
自相关法测量超短光脉冲的基本原理 5
自相关测量的实验装置 11
测量系统调整 13
第三章 直接调制DFB 激光器产生光脉冲的理论分析17
频率啁啾 17
速率方程 19
速率方程的理论计算结果与分析 22
第四章 电吸收调制器的理论基础及工作原理32
§4.1 量子限制STARK 效应 32
§4.2 EA 调制器的参数 36
§4.3 EA 调制器做超短光脉冲光源原理及数值分析 39
第五章 实验结果及分析45
§5.1 IRIS 算法 45
模型波的建立 46
§5.3 EA 激光器直接调制实验结果及分析 49
§5.4 EA 外调制实验结果及分析 51
参考文献54
ABSTRACT 61
第一章 前 言
激光具有干涉性强、单色性好、高亮度等优点。在激光发明之后不久，人们
又发现从某些激光器中可以获得大功率超短光脉冲，利用这些脉冲能够对极其快
速的现象进行直接的瞬态研究，由于这些特性使超短光脉冲短时间内变得非常惹
人注目。在过去的三十年的时间里，超短光脉冲的产生与应用得到巨大发展，特
别是近几年来可调谐超短光脉冲固体激光器的出现，现已可直接输出小于飞秒（fs ）
量级的光脉冲。在高速电子学、信息处理、精密测距及化学、生物学等广大领域
中，利用皮秒（ps ）和飞秒（fs ）超短激光脉
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