宽谱光源干涉特性的实验研究

基于维纳欣钦定理，推导出了宽谱光源干涉特性的表达式并进行了分析。建立了基于迈克耳逊干涉仪的相干函数测试装置，采用相关调制解调的信号技术，实现了任意谱形宽谱光源的干涉特性的精确测量。在此基础上，分别对超荧光光纤光源（SFS）、法布里珀罗（FP）结构和量子阱（QW）结构超辐射发光二极管（SLD）的干涉特性进行了对比试验研究，试验曲线与理论分析相吻合，并发现FP结构SLD的相干长度随着注入电流增加而变长，而QW结构SLD的相干长度随着注人电流增加而变短。     

变温环境下SLD恒流源的驱动稳定性研究

超辐射发光二极管（SLD）光源在变温（-45~70℃）环境下的工作稳定性直接影响光纤陀螺的性能,因此,变温（-45~70℃）情况下其恒流源的驱动稳定性就成为系统设计与优化的关键问题之一。根据恒流模式工作原理,建立了等效电路模型,并得到了表征变温环境恒流源稳定性的数学解析式,根据该式给出了变温环境恒流模式设计的设计依据;利用该解析式还对几种不同情况下恒流源的变温稳定性进行了理论分析与计算;最后给出了验证实验,实验结果与理论计算结果相一致。因此,利用该式可以实现对SLD恒流源性能的有效评估,这对于变温环境下SLD光源驱动设计具有重要指导意义。     

超辐射发光二极管的应用

超辐射发光二极管(superlumineseent diode简称SLD)具有光谱宽、功率大等优点.作为一种特殊光源,SLD已经被广泛应用.简要介绍了SLD的主要特征,主要表征参数和发展现状,详细阐述了SLD在干涉式光纤陀螺仪、光学相干断层成像技术、波分复用技术、光时域反射仪、可调谐外腔激光器、光纤传感器和光纤测试等领域中的应用.     

利用导通电压降监测SLD的输出光功率

由于传统的光功率采集仪精度不高,在实验中无法明显地显示出光功率在短期内的变化,而采集电压的数据采集系统可以很好地解决这个问题。在分析1310 nm超辐射发光二极管(Super Luminescent Diode,SLD)光源的工作原理的基础上,设计了一种在恒温条件下控制驱动电流来使SLD稳定工作的驱动电路,进行了理论分析和实验验证,给出了利用SLD电压降监测输出光功率的新方法,取得了真实可靠的实验数据。通过SLD光源的驱动实验得出输出光功率与驱动电流和SLD两端电压降的相关关系,结果表明,输出光功率与电流具有良好的线性关系,与电压具有良好的正相关指数关系。利用采集电压降监测SLD的输出光功率,大大提高了测试精度和数据分辨率,同时为SLD退化寿命试验提供了新的电学参数。     

超辐射激光二极管的研究与应用

分析了超辐射激光二极管(Super - Luminescent Diode ,SLD) SLD 管芯的有源区、后端吸收区以及出光端面的增透膜对光谱的影响。介绍了SLD 组件的封装(SLD 的温度控制、SLD 管芯与尾纤的耦合) 。讨论了在干涉型光纤陀螺仪、光时域反射计、医学相干检测技术、波分复用技术中对SLD 的要求。     

光学相干层析术中的图像处理研究

超辐射发光二极管（SLD）和超短脉冲飞秒激光是光学相干层析（OCT）的理想光源,实验中,SLD光源的边峰效应,造成了OCT图像的模糊,本文采用一阶近似的方法,对图像进行了处理,获得了清晰的层析组织结构图,文中还提出出现边峰的原因是器件本身所致,模拟结果与实验相符。     

发光二极管的时间与空间相干性研究

由相干度理论和准单色光理论出发研究了发光二极管(LED)的时间相干与空间相干特性，并采用时间分辨为亚飞秒的迈克尔逊干涉仪对LED的相干度进行了测量记录。由记录所得的干涉图计算得到LED的发射光谱、相干时间及时间相干度；并通过比较其可见度和时间相干度推算出其空间相干度；最后提出由空间相干度计算LED发光面积的方法和使用LED光源测量材料中超快弛豫过程的可能性。分析了实验中的误差并提出修正方法，为采用LED作为稳态与时间分辨光谱光源提供了必要的理论与实验依据。     

超辐射发光二极管的研究进展

超辐射发光二极管(SLD)是一种宽光谱光源,广泛用于光纤陀螺、光学相干断层扫描等领域。高性能SLD要求同时实现大功率和宽光谱输出,航天领域相关应用还要求其具有较高的抗辐射性能。本文从如何实现大功率、宽光谱输出和抗辐射加固等几方面介绍了SLD的研究进展,并对其未来的研究方向进行了展望。     

部分相干成像系统分辨极限研究

部分相干理论的引入丰富了光学成像分辨领域的研究,相较于理想情况下的完全相干和完全非相干光照明两点成像系统,部分相干成像系统的分辨率显著提升。本文设计了部分相干光照明两点成像系统,建立像面光强分布的数学模型,利用MATLAB仿真模拟不同空间相干性光源产生的辐射特性和两点间距对成像分辨的影响;并给出部分相干成像系统分辨极限的判定方法:当且仅当像面光强分布的峰值和谷值相等时可判定两点光源恰可分辨;以及不同相干度的光源照明成像系统分辨率的计算方法和差异。同时设计并搭建实验平台,实验结果验证了相干度分别为0、0.9和1.0时,成像分辨极限分别为1.0 mm、1.4 mm和1.5 mm,误差范围小于5%,说明实验结果与理论结果吻合。     

光纤陀螺光源温控特性研究

温度是影响光源稳定性的重要因素之一.为了更好地对光源进行数字化精密控制,从光源温度控制的热平衡理论出发,结合光源内部组件的工作原理和特性,分析了光纤陀螺用超辐射发光二极管(SLD)光源的温度控制特性,并通过试验对理论分析结果进行了验证.理论分析和试验结果表明,动态过程比静态过程需要的PID控制参数大;制冷过程比加热过程需要的PID控制参数大;温度偏离设定温度越远,PID控制参数偏离设定温度的控制参数也越远.该理论分析结果可为进一步完善SLD光源数字温度控制算法、提高全温控制精度提供直接依据.     

光纤陀螺光源筛选与评价方法研究

针对光纤陀螺工程化对超辐射发光二极管(SLD)光源筛选的需求,开展了光源筛选和评价方法的试验和理论分析研究。通过构建光纤陀螺光源综合调试和检测系统,对SLD光源所有外部可获取特征进行了实时监测。测试和理论分析结果表明,SLD的离散特性主要受光源内部组件特性的影响;在散热充分的情况下,SLD的离散性可近似由TEC等效内阻、温控电流、热敏电阻温度系数和发光芯片功率来表征;SLD光源的常规评价指标与上述指标相结合,可更为完备地对光源进行筛选。另外,构建的光纤陀螺光源综合调试和检测系统也可直接作为光源筛选系统。     

超音速激光沉积研究进展

超音速激光沉积是近年发展起来的一种新型表面涂层技术。由于超音速激光沉积技术是在较高的基体温度和偏低的喷涂温度下进行,相比于其他制备涂层的方法,具有较多的优势。阐述了超音速激光沉积的原理、特点、工艺参数,总结了超音速激光沉积的相关研究。     

光纤陀螺用SLD启动特性及影响研究

光纤陀螺的快速启动在军事、导航等领域极其重要,超辐射发光二极管(SLD)是光纤陀螺中启动速度最慢的器件.对SLD启动特性机理进行分析,采用高速数据采集卡对功率、驱动电流、温控电流和温度的变化情况进行了测试,得到了SLD的常温启动时间约为3～4 s,启动时的最大功率波动误差为4.5％,上电瞬间驱动电流上升时间约为0.3s,SLD的制冷电流与热沉温度存在0.12s的延迟,环境温度与理想温度偏差越大,启动时间越长,而且高温启动时间要比低温启动时间长.分析了不同温度下SLD启动对光纤陀螺附加零偏的影响,增加前放增益可减小附加零偏.     

1.3μm Superluminescence Diode with Butterfly Package for Fiber Gyroscope

Superluminescence diode(SLD) modules with wide spectrum characteristics are required in fiber gyroscopes.A 1.3μm butterfly packaged superluminescence diode with the spectrum widt over 30 nm is reported and recent advances in process of SLD is described in the paper.The SLD modules have been applied to fiber gyroscopes.     

1.3μm Superluminescence Diode with Butterfly Package for Fiber Gyroscope

Superluminescence diode(SLD) modules with wide spectrum characteristics are required in fiber gyroscopes. A 1.3μm butterfly packaged superluminescence diode with the spectrum width over 30nm is reported and recent advances in process of SLD is described in the paper. The SLD modules have been applied to fiber gyroscopes.