[实用新型]一种基于双光束调制的量子级联激光器的脉冲调控系统

说明书

本实用新型公开了一种基于双光束调制的量子级联激光器的脉冲调控系统，包括量子级联激光器、恒温控制装置、高精度电流源、双光束调制系统、光束准直器、光束聚焦器、红外探测器、高精度示波器，计算机。本实用新型利用脉冲产生光源照射量子级联激光器出射端面产生高速、同相位、同重复频率的输出脉冲；利用脉冲关闭光源照射量子级联激光器出射端面实现高速、同相位、同重复频率的脉冲负调制；进而实现了对量子级联激光器输出脉冲的产生和关闭，且脉冲波形更为光滑。利用脉冲产生光源和脉冲关闭光源的相位延迟，同时利用脉冲产生光源和脉冲关闭光源的功率和重复频率的选择，实现对量子级联激光器脉冲宽度、振幅和重复频率的精确调控。

技术领域

本实用新型涉及自由空间红外光通信技术、红外激光光谱技术领域，具体涉及一种基于双光束调制的量子级联激光器的脉冲调控系统。

背景技术

现有技术中，量子级联激光器作为一种广泛使用的红外相干光源，其具有线宽窄、功率高、可在室温环境下工作等优点。由于中红外激光在大气中的传输损耗低，使得其具有自由空间光通信的应用优势；由于中红外波段覆盖了绝大多数气体分子的指纹光谱区，所以使得是对于痕量气体检测具有巨大的优势。频率调制技术可以调高量子级联激光器的传输带宽和光谱信号的信噪比，为了使调频技术用于高速应用环境中，量子级联激光器一般工作在脉冲模式下，由于电子注入电极等效应的存在，电驱动所产生的激光脉冲上升/下降时间通常较长，且脉冲波形不光滑，优化激光脉冲可以有效的提升信号有效率和信号准确度，使用新的方法来实现对量子级联激光器的脉冲调控和优化是有着重要应用价值的。采用传统的方式对量子级联激光器的脉冲调控和优化虽然已有报道，然而需要考虑到激光器设计、激光调制参数、寄生电容效应、激光器工作参数等因素，这些因素间的关系较为复杂，且在实际应用中没有获得较好的效果，大大限制了红外激光光谱技术和自由空间红外光通讯技术的发展。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术存在的电驱动量子级联激光器上升/下降时间较长、脉冲波形不够平滑、激光参数控制不够精确问题，提供一种基于双光束调制的量子级联激光器的脉冲调控系统，其应用时可以使电驱动量子级联激光器的脉冲波形更平滑、激光参数控制更加精确。

本实用新型通过以下技术方案实现:

一种基于双光束调制的量子级联激光器的脉冲调控系统，包括量子级联激光器、恒温控制装置、高精度电流源、双光束调制系统、光束准直器、光束聚焦器、红外探测器、高精度示波器、计算机，其中：

所述量子级联激光器，用于产生中红外至太赫兹波段的光；

所述恒温控制装置，用于为量子级联激光器提供一个恒定温度的工作环境，使量子级联激光器稳定工作；

所述高精度电流源，用于向量子级联激光器提供直流电流，其电流大小与量子级联激光器的阈值电流相等，量子级联激光器在直流电流驱动下并不发光；

所述双光束调制系统：用于对量子级联激光器输出的光进行两种脉冲调制，其中一束增大振幅调制，另一束减小振幅调制，并且使得量子级联激光器在这两束光调制下产生和关闭脉冲输出；

所述光束准直器，对量子级联激光器输出的光波进行准直调节，使输出光为平行准直光束；

所述光束聚焦器，对被准直后的光束进行收集，并使其聚焦在红外探测器的探测面上；

所述红外探测器，将所探测到的光信号转化为电信号传递给高精度示波器，由高精度示波器实现信号的显示，并通过计算机对数据进行分析、存储。