可调谐激光器模块研制

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1、分类号密级硕士学位论文题目：可调谐激光器模块研制英文并列题目：ResearchandDesignontunablelasermodule研究生：刘森专业：微电子学与固体电子学研究方向：微电子系统设计与应用导师：倪屹教授指导小组成员：学位授予日期：2016年6月答辩委员会主席：顾晓峰江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一六年六月I摘要摘要在当下的光通讯网络，可调谐半导体激光器被认为是应用于波分复用技术中的理想光源。与传统半导体激光器相比，可调谐半导体激光器可输出多种波长，能根据不同的波长要求进行动态选择，具有灵活性、通用性、经济型等优

2、点，可大大减少光通讯网络系统中的器件成本，在光通讯领域有着广泛的应用前景。目前已商用的可调谐激光器在生产过程中需要复杂的工艺加工，且存在成品率不高的问题，高昂的生产成本导致其无法大规模生产，重构-等效啁啾(REC)技术正是可以解决这一问题的有效途径。本文采用基于REC技术的激光器阵列作为光源器件，对可调谐激光器模块的系统设计进行研究。本论文针对REC激光器阵列的器件特性设计制作了驱动电路与控制软件，结合了掺铒光纤放大器与光电探测器，提出了一种输出稳定的可调谐激光器模块设计方案。该系统主要划分成硬件电路部分与软件部分。在硬件电路中，选用ST

3、M32F103VET6作为硬件电路的控制芯片，对驱动电路中各组成模块进行控制，利用Max5110芯片实现了REC激光器阵列的多通道电流驱动，以负反馈模拟电路方式满足泵浦激光器的大电流驱动要求，设计了以Max8521芯片为核心的温度控制电路，通过光接收电路对光源的输出进行反馈采集，外接的OLED显示屏完成信息的直观显示。在软件部分中，上位机软件为用户提供了驱动控制与数据显示界面，以RS-232串口通讯的方式对控制芯片下达命令，基于嵌入式系统的下位机程序为模块电路进行底层驱动，下位机程序根据反馈量对输出光功率进行PID调节。对所设计的可调谐激

4、光器模块进行性能测试，测试结果表明：利用上位机软件可实现驱动电流与激光器工作温度的精准设定，光源模块可在一定波段内完成连续调谐以及波长标定功能，EDFA放大效果良好，通过软硬件的配合，光源模块的控制精度与输出稳定性都得到可靠保障。关键词：重构-等效啁啾；可调谐激光器；DFB；激光器模块；波长IAbstractAbstractIntheopticalcommunicationnetwork,tunablesemiconductorlaseristheideallightsourceforwavelengthdivisionmultiplex

5、ing(WDM)system.Comparedwithtraditionalsemiconductorlaser,tunablesemiconductorlasercanoutputdifferentkindsofwavelengths,isenbletodynamicallyselectcertainwavelengthaccordingtospecifiedrequirement.Italsohastheadvantagesofflexibility,versatility,economyetc..Costsofdevicesinth

6、eopticalcommunicationnetworksystemisgreatlyreducedbyusingthetunablesemiconductorlaser.Thereforetheapplicationoftunablelaserhasbroadprospectsinthefieldofopticalcommunication.However,fabricationofcommoncommercialtunablelasersisverycomplicatedbyusingtraditionalprocesstechnol

7、ogy,andtheyieldoflasersisverylow.Highproductioncostsleadtotheinabilitytomassproduction.Reconstructionequivalentchirp(REC)techniqueisaneffectivewaytosolvethisproblem.Inthispaper,thelaserarraybasedonRECtechnologyisusedasthelightsourcedevice.Westudythesystemdesignofthelights

8、ourcemoduleoftheREClaserarray.Inthispaper,thedrivingcircuitandcontrolsoftwarearedesignedforthede