低噪声、低纹波半导体激光器电源的设计与实现-北京大学教务部.doc

低噪声、低纹波半导体激光器电源的设计与实现 信息科学技术学院电子学系99级 谭跃 摘要（Abstract） 在频率标准技术领域，随着半导体激光的广泛运用，激光频率标准成为一种更为新兴、更为先进的频率度量尺度。简单来说，就是将激光频率锁定在某一个稳定值（例如，一条原子谱线上），这对激光器本身的稳定性提出了很高的要求。作为激光器本身，其稳定性决定于两个方面：温度控制和注入电流。对激光器精密的控制操作要求这对两个因素具有较强的可控性。那么，提供一个特殊的激光其电流源是我们工作的第一个要点。 同时，激光器中的温度控制和电流控制都需要低温波和低噪声的线性电压源作为能源驱动。事实上，有相当多的可用的电压源已经实现并满足这些指标要求。同时，我们发现，激光器的稳定性更取决于后级的电流控制器。但是，在这些要求上，仍有改进的余地。于此，在这篇文章中，笔者同时描述了由笔者设计并实现的这一种新型电源。 在下文中所描述的，正是笔者所设计的，并获得成功的电路系统。 关键词： 电源 电压 电流 高速 精密 校正 Abstract: In the area of the technology of frequency scale, semiconductor diode laser has recently become useful tools. It’s a new and advanced technology to use the laser to be the frequency scale. To lock the laser on some fixed value (e.g., near an atomic resonance line), we need the high-stabilization laser. Since the laser frequency and output power depend on both the diode junction temperature and injection current, stable laser operation requires that these quantities be precisely regulated. Then, to complete a special current controller for the diode lasers is the first point of our job. Both of the temperature controller and the current controller require the wee-ripple and low-noise voltage power. To achieve the necessary wee ripple and low noise, a number of commercial voltage power devices are available. And we find that the performance limit is usually related to the latter controller. However with regard to voltage power, we found room for improvement. In this article, we as well describe a new power which is answered our needs. We’ve achieved satisfactory performance with the circuit system described in the following. Keywords: Power Supply Voltage Current High speed Sensitive Regulate 一、引言 一、介绍 作为一种很好的可调、单色激光源，随着其理论的成熟和制造工艺水平的提高，半导体激光器日益成为科学研究领域中的一项强有力的工具。在实际运用中，对激光器的稳定性要求有两类：第一类是光通讯、激光光谱试验等，对频率稳定性要求不高，我们称之为稳频激光器；第二类是精密长度计量和原子、分子超精细能级跃迁等精密测量，这类运用需要测至12位有效数字，精度为10-9nm。通过选择一些具有很高稳定性的谱线精密测量其绝对值，然后使用规定条件，如原子、分子气室的气压、温度、泵浦光的光强、形状等条件，并将激光频率锁于其上，这种具有确定频率值，不确定性可达10-12的稳频激光器我们称之为激光频率标准（简称为光频标）。 北京大学电子学系光电子技