[实用新型]激光器驱动装置

说明书

本实用新型公开的激光器驱动装置，涉及光学元件技术领域，包括模数转换器、时钟/数据扇出缓冲器、延时器、处理器及低相位噪声放大器，其中，模数转换器用于接收控制器发出的驱动信号并将驱动信号由模拟信号转换为数字信号；时钟/数据扇出缓冲器与模数转换器电性连接，用于接收模数转换器发送的数字信号并将数字信号分为2路；延时器与时钟/数据扇出缓冲器电性连接，用于分别对2路数字信号进行延时处理，使得2路数字信号在不同的时间点输出；处理器与延时器电性连接，用于对延时器输入的2路数字信号之间进行与非运算，得到窄脉冲驱动信号，在保证能够得到脉冲宽度小于100皮秒的驱动信号的情况下，降低了相位噪声。

技术领域

本实用新型涉及光学元件技术领域，具体涉及一种激光器驱动装置。

背景技术

关键器件性能的好坏是决定量子通信系统质量好坏的重要因素, 单光子源是量子通信系统的关键器件之一。理想的单光子源的制备需要的条件及成本较高，导致单光子源尚未产业化。工程上，一般通过将脉冲激光衰减至单光子水平的弱相干光源作为量子通信系统的准单光子源。该方案对脉冲激光的波长稳定性、波长精度、功率稳定性、脉冲宽度等参数指标均有要求。

在量子保密通信系统中，常用工作于盖革模式的雪崩光电二极管来实现对单光子的探测。为了抑制暗计数和后脉冲，单光子探测器的有效探测时间都极短，工作频率在MHz量级的单光子探测器的有效探测门宽一般小于1纳秒，而工作频率在 GHz 量级的高速单光子探测器的有效探测门宽则更短，仅100皮秒左右。因此，准单光子源发出的脉冲激光的脉冲宽度必须足够窄才能保证单光子被单光子探测器有效探测。首先，如果脉冲激光的脉冲宽度大于单光子探测器的有效探测门宽，将严重影响单光子探测器的时序对称性，从而加剧了两个单光子探测器之间探测效率的不匹配性，进而降低量子通信系统的安全性。所以脉冲激光的脉冲宽度必须小于100皮秒。再者，脉冲宽度100ps的脉冲激光等效的带宽大于12GHz，对应的波长为2.5cm，与电路板尺寸及走线长度比拟，集总电路分析方法已不适用，存在时间抖动，直接影响量子通信系统的误码率。

公开号为CN 203416270 U的专利文献公开了一种用于吉赫兹量子保密通信系统的弱相干单光子源产生装置，该专利文献采用带通滤波将时钟信号放大，产生“尖顶”的高速正弦信号，再经高速比较器，产生脉冲信号，将脉冲信号的功率放大以驱动激光器，此方案对带通滤波器的要求比较高，带内波动会影响脉宽的抖动，产生的激光脉冲功率不稳定；公开号为CN101895058A的专利文献公开了一种用于半导体激光器的高速窄脉冲调制驱动电源，该专利文献采用高速mosfet作开关，通过改变驱动电源电路中的电源电压、电阻及电容，使被驱动的激光器输出所需的激光脉冲，此方案受电阻电容寄生参数的影响，很难产生脉冲宽度低于100皮秒的激光脉冲；公开号为CN106654851A的专利文献公开了一种半导体激光器窄脉冲驱动电路及其工作方法，该专利文献所公开的方案总体简单可行，但仅能产生最窄脉冲宽度为538ps的激光脉冲信号，满足不了脉冲宽度小于100皮秒的要求，实用价值不大。目前通过运算器参与运算以得到脉冲宽度小于100皮秒的激光脉冲，并采用型号为BFP650的三极管对激光脉冲信号的功率进行放大以驱动激光器，但由于该三极管为普通三极管，相位噪声较大（抖动不小于100皮秒），不适用于要求较为严格的量子通信系统。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种激光器驱动装置。本实用新型实施例提供的激光器驱动装置包括：

模数转换器，用于接收控制器发出的驱动信号并将所述驱动信号由模拟信号转换为数字信号。

时钟/数据扇出缓冲器，与所述模数转换器电性连接，用于接收所述模数转换器发送的数字信号并将所述数字信号分为2路。

延时器，与所述时钟/数据扇出缓冲器电性连接，用于分别对2路所述数字信号进行延时处理，使得2路所述数字信号在不同的时间点输出，使得2路所述数字信号之间存在延时。

处理器，与所述延时器电性连接，用于对所述延时器输入的2路数字信号之间进行与非运算，得到窄脉冲驱动信号。