[發(fā)明專利]一種基于雙光束調(diào)制的量子級聯(lián)激光器的脈沖調(diào)控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711147415.1
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107768977B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭琛;李澤仁;彭其先;朱禮國;陳韜;劉喬;朱瑜;鄒逸;杜良輝;翟召輝;周平偉;李江;王德田;鐘森城
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H01S5/04
• 分類號: H01S5/04;H01S5/34;H01S5/40
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

1.一種基于雙光束調(diào)制的量子級聯(lián)激光器的脈沖調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，包括量子級聯(lián)激光器（1）、恒溫控制裝置（2）、高精度電流源（3）、雙光束調(diào)制系統(tǒng)、光束準(zhǔn)直器（4）、光束聚焦器（5）、紅外探測器（6）、高精度示波器（7）、計算機(jī)（8），其中：

所述量子級聯(lián)激光器（1），用于產(chǎn)生中紅外至太赫茲波段的光；

所述恒溫控制裝置（2），用于為量子級聯(lián)激光器（1）提供一個恒定溫度的工作環(huán)境，使量子級聯(lián)激光器（1）的穩(wěn)定工作；

所述高精度電流源（3），用于向量子級聯(lián)激光器（1）提供直流電流，其電流大小與量子級聯(lián)激光器（1）的閾值電流相等，量子級聯(lián)激光器（1）在直流電流驅(qū)動下并不發(fā)光；

所述雙光束調(diào)制系統(tǒng)：用于對量子級聯(lián)激光器（1）輸出的光進(jìn)行兩種脈沖調(diào)制，其中一束增大振幅調(diào)制，另一束減小振幅調(diào)制，并且使得量子級聯(lián)激光器（1）在這兩束光調(diào)制下產(chǎn)生和關(guān)閉脈沖輸出；

所述光束準(zhǔn)直器（4），對量子級聯(lián)激光器（1）輸出的光波進(jìn)行準(zhǔn)直調(diào)節(jié)，使輸出光為平行準(zhǔn)直光束；

所述光束聚焦器（5），對被準(zhǔn)直后的光束進(jìn)行收集，并使其聚焦在紅外探測器（6）的探測面上；

所述紅外探測器（6），將所探測到的光信號轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給高精度示波器（7），由高精度示波器（7）實現(xiàn)信號的顯示，并通過計算機(jī)（8）對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲；

所述的雙光束調(diào)制系統(tǒng)包括多路任意函數(shù)發(fā)生器（9）、脈沖產(chǎn)生光源電流驅(qū)動器（10）、脈沖關(guān)閉光源電流驅(qū)動器（11）、脈沖產(chǎn)生光源（12）、脈沖關(guān)閉光源（13）、第一光束準(zhǔn)直器（14）、第一光束聚焦器（16）、以及第二光束準(zhǔn)直器（15）、第二光束聚焦器（17），其中：

所述多路任意函數(shù)發(fā)生器（9），用于提供幅值任意、重復(fù)頻率為ωm的電流脈沖序列，使得脈沖產(chǎn)生光源電流驅(qū)動器（10）和脈沖關(guān)閉光源電流驅(qū)動器（11）產(chǎn)生相同的激光驅(qū)動電流，且兩驅(qū)動電流之間存在可調(diào)的相位延遲，使得脈沖產(chǎn)生光源（12）和脈沖關(guān)閉光源（13）工作在相應(yīng)的脈沖模式下；

所述脈沖產(chǎn)生光源（12），作為可見或近紅外的激光光源，產(chǎn)生中心波長為λ₁的可見或近紅外光束，并通過第一光束準(zhǔn)直器（14）和第一光束聚焦器（16）后將可見或近紅外光束聚焦在量子級聯(lián)激光器（1）的出射端面，引起量子級聯(lián)激光器（1）輸出的中紅外至太赫茲波段的光以頻率ω_m振蕩，且振幅增大，輸出光波長振蕩的幅值與可見光或近紅外光束光強(qiáng)成正比；

所述脈沖關(guān)閉光源（13），作為可見或近紅外的激光光源，產(chǎn)生中心波長為λ₂的可見或近紅外光束，其中λ₁λ₂，并通過第二光束準(zhǔn)直器（15）和第二光束聚焦器（17）后將可見或近紅外光束聚焦在量子級聯(lián)激光器（1）的出射端面，引起量子級聯(lián)激光器（1）輸出的中紅外至太赫茲波段的光以頻率ω_m振蕩，且振幅減小，輸出光波長振蕩的幅值與可見光或近紅外光束光強(qiáng)成正比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙光束調(diào)制的量子級聯(lián)激光器的脈沖調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述脈沖產(chǎn)生光源（12）發(fā)出可見或近紅外光，其可見或近紅外光使量子級聯(lián)激光器（1）中有源區(qū)內(nèi)部發(fā)生電子的帶間躍遷，使得量子級聯(lián)激光器產(chǎn)生相同的脈沖輸出，脈沖關(guān)閉光源（13）所發(fā)出的可見或近紅外光，其可見或近紅外光使量子級聯(lián)激光器（1）的輸出迅速減小。