[發明專利]用于半導體激光器的可調脈寬式脈沖發生電路

在審

• 申請號: 201710041266.4
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106898946A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 陳少強;李鵬濤;田赟鵬;冉旭
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙)31215
• 代理人: 徐筱梅,張翔

技術領域

本發明涉及電子技術領域，尤其涉及用于半導體激光器的可調脈寬式脈沖發生電路。

背景技術

脈沖式半導體激光器在光纖通訊、激光測距、激光引信、3D圖像系統、數據存儲等領域有著巨大的潛在應用價值。半導體激光器可以利用增益轉換技術來直接產生激光脈沖，相較于固體激光器來說具有體積小價格低等優點。半導體激光器輸出的光脈沖信號的特性是由電脈沖直接控制的，因此電脈沖的特性對半導體激光器光脈沖的輸出特性有至關重要的影響。為了得到更高的光脈沖峰值功率，需要電脈沖信號幅值盡量大，寬度盡量小，同時脈沖寬度的可調節功能方便電路的調試，因此研究皮秒脈寬級脈沖寬度可調的脈沖發生器擁有重要的意義。

目前常用的脈沖產生方法基于以下幾種技術：數字邏輯電路、CMOS集成電路與微波固態器件。

采用數字邏輯電路的競爭冒險關系來產生脈沖的方法，電路簡單，成本低廉。但是產生的脈沖寬度一般在納秒級別，并且脈沖的幅度往往不夠大。基于CMOS集成電路設計的脈沖發生器，可以產生脈沖寬度100ps以下的脈沖信號，且可以直接控制脈沖的形狀。然而由于需要特殊定制電路，此方法開發周期長，設計成本高，且最終輸出的脈沖幅度一般僅為數伏。采用微波固態電路包括：雪崩晶體管、隧道二極管與階躍恢復二極管等。采用此方法可以以較小的成本獲得脈沖幅度高于10V的窄脈沖信號。

現有技術中脈沖發生器的輸出信號脈沖寬度一般在200ps以上，并且輸出脈沖的幅度不夠高，且脈沖寬度不可調節，這些不足限制了脈沖信號在驅動半導體激光器中的使用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題而提供的一種用于半導體激光器的可調脈寬式脈沖發生電路，該發生電路輸出的脈沖，幅值大脈寬窄且脈沖寬度可調。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種用于半導體激光器的可調脈寬式脈沖發生電路，特點是該電路包括

觸發信號、雪崩晶體管脈沖產生電路及階躍恢復二極管整形電路，雪崩晶體管脈沖產生電路接收觸發信號，階躍恢復二極管整形電路連接雪崩晶體管脈沖產生電路；其中：

所述觸發信號，幅度為3～8V，頻率為32KHz～1.8MHz；上升時間為1ns；

所述雪崩晶體管脈沖產生電路，包括：電容C1、雪崩晶體管Q1、電阻R1、電阻R2及電容C2，所述電容C1一端連接觸發信號，另一端連接雪崩晶體管Q1的基極同時連接電阻R1的一端，電阻R1另一端接地；雪崩晶體管Q1的集電極連接電容C2的一端，同時連接電阻R2，電阻R2的另一端連接電源供電電壓VCC；雪崩晶體管Q1發射極直接連接至地；電容C2的另一端連接至第一階躍恢復二極管D1的正極，耦合輸出信號至階躍恢復二極管整形電路；

所述階躍恢復二極管整形電路，包括：第一階躍恢復二極管D1、第二階躍恢復二極管D2、電阻R3、電阻R4及電容C3，所述第一階躍恢復二極管D1正極通過電阻R3連接至第一偏置電源VB1，其負極連接至地；第二階躍恢復二極管D2正極通過電阻R4連接至第二偏置電源VB2，其負極連接至負載電阻RL；電容C3作為耦合電容連接第一階躍恢復二極管D1的正極與第二階躍恢復二極管D2的正極。

所述電容C2的值為10pF～50pF。

所述電阻R1的值為30～50歐姆。

所述供電電壓VCC的值為15～25V，調節輸出脈沖幅度。

所述偏置電源VB2的值為0.9～1.3V，調節輸出脈沖寬度。

本發明有益效果：

本發明利用雪崩晶體管的雪崩特性以及階躍恢復二極管的階躍特性產生大幅度的窄脈沖信號。其脈沖寬度可低至165ps，且脈沖寬度可以調節，可以方便的應用于半導體激光器的驅動。

附圖說明

圖1為本發明具體電路圖；

圖2為本發明實施例電路圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實例，并參照附圖，對本發明進行進一步的詳細說明。

本發明采用雪崩晶體管與階躍恢復二極管等構成大幅度窄脈寬脈沖發生電路，實現脈沖寬度可調，適用于半導體激光器的驅動應用。

實施例

在本發明的實施例中，提供了用于半導體激光器的可調脈寬式脈沖發生電路，參閱圖2，以下分別對本實施例的各個部分進行詳細說明。

觸發信號產生電路