相干光时域反射仪中光源驱动的研制

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1、DevelopmentoflightsourcedriverinCoherentOpticalTimeDomainReflectometerADissertationSubmittedtoNanjingUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofOpticalEngineeringByZHONGZhenSupervisedbyZHANGXu—ping，SchoolofEngineeringandManagementNanjingUniversityMay2010南京大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的

2、学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：命11PJ日期：扣J·iy)}毋月南京大学学位论文使用授权声明研究生签名：詹啐危氧导师签名：只期：劫fD．6．f和和以研件容可学印内，大复的阅京的档借南文文和权论子阅授位电查，学人被登交本文刊送。论括构文许包机论允0或存，布门保外公部段文的关手论文有制密论家复保。国等的容向描内内并扫期分留或密部保印保

3、或校缩在部学、除全意印。的同影致文者用一论作采相，文以容登论可内刊。位，的括理学档文包办本文论0院子质布生电纸公究摘要毕业论文题目：担王整堕堡区盥垡主叁墨堡壹鱼塑劐叁堂曼堡专业2鲤2级硕士生姓名：盟丝指导教师(姓名、职称)；壅塑芏耋送相干光时域反射仪(cOⅡ)R)是利用信号光和本征光自外差产生的差频信号进行探测的OTDR系统。由于相干检测技术能够实现近量子极限的探测，所以它能极大地增加系统探测的动态范围，用于长距离通信系统的传感监测。要进行长距离的传感监测，相干光时域反射仪探测光源的频率要稳定。半导体激光器以其自身的优点成为相干光时域反射仪首选

4、光源，而半导体激光器的工作电流和工作温度的稳定度和精度极大的影响激光的频率稳定性。因此，必须给半导体激光器提供高精度高稳定度的光源驱动。此外，在相干光时域反射仪中，消除光浪涌的互补光源需要频谱展宽的光源，所以光源驱动增加调制功能以展宽光源的频谱。首先阐述了相干光时域反射仪和半导体激光器的工作原理，确定了光源驱动的主要性能参数要求。并根据性能参数进行了光源驱动的设计。驱动包括五个部分：高精度恒流源、高精度温度控制器，调制系统、外部低纹波供电电源和用户界面。驱动的供电部分采用DC．DC开关电源，用滤波器抑制纹波。用户界面是由VB编写的软件，通过RS

5、232通信协议负责与单片机通信。单片机通过数模转换器控制压控恒流源电流的大小，温控系统由单片机负责温度数据采集和TEC电流控制量的计算以及控制方向的选择。调制部分在恒流源的基础上实现。光源驱动加载实验结果表明，所设计的光源驱动恒流精度达到了20心，温控精度达到了±O．01℃，加载分布反馈式半导体激光器，实验结果显示波长稳定性很好，调制半导体激光器，光源线宽展开，抑制了受激布里渊散射。实验结果摘要显示，本文设计的光源驱动可应用于相干光时域反射仪。关键词：相干光时域反射仪、光源驱动、恒流源、温度控制器、调制AbstractTHESIS：Develo

6、pmentoflightsourcedriverinCoherentOpticalTimeDomainReflectometerSPECIALIZATION：OpticalEngineeringPOSTGRADUATE：ZHONGZhenMENTOR：Prof．ZHANGXu-pingCoherentopticaltimedomainreflectometerisaOTDRsystemwhichisdetectedbydifferencefrequencyinducedbyself-heterodyne．Coherentdetectiontec

7、hniqueachievesnearquantumlimitofdetection，SOitcangreatlyimprovethesystemdynamicrangeofdetectionandcanbeappliedforsensingoflongdistancecommunicationsystem．Tomakealongdistancesensormonitoring，stabilityofcoherentopticaltimedomainreflectometer’Slightsourceistypicallyrequired．Sem

8、iconductorlaserswiththeirownadvantagesbecomepreferredlightsourceofcoherento