基于局部均值分解的DFB激光器調(diào)諧特性研究.pdf

1、分布反饋式半導(dǎo)體激光器(Distributed-Feedback Diode Laser,DFB)在調(diào)諧過程中的調(diào)諧特性具有時(shí)變性,獲知其瞬時(shí)特性,對于激光相干測量、激光光譜分析、相干光通信等應(yīng)用都至關(guān)重要。論文采用激光外差技術(shù),測量了DFB激光器在調(diào)諧過程的動態(tài)特性,對差拍信號做時(shí)頻分析,研究了DFB激光器在脈沖電流、鋸齒波電流、步進(jìn)電流等情況下的瞬時(shí)線寬特性。
　　主要的工作內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下三個(gè)方面:
　　1、提出一

2、種基于信號趨向性的局部均值分解方法(TLMD,local mean decomposition based on the trendency of the signal)。①首次對信號(數(shù)據(jù))的趨向性做了描述,定義了趨勢項(xiàng)函數(shù)、慢變趨勢函數(shù)和主趨勢函數(shù);②提出一種信號相位時(shí)頻譜的分析方法;③提出了提取信號趨勢項(xiàng)函數(shù)的方法,給出了TLMD的算法流程;④提出半周期翻轉(zhuǎn)法來確定瞬時(shí)頻率以消除負(fù)頻率現(xiàn)象。通過數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證了TLMD方法的正確性,

3、結(jié)果表明,TLMD能夠有效解決局部均值分解中的模態(tài)混疊問題,同時(shí),信號相位時(shí)頻譜分析是對希爾伯特時(shí)頻譜分析方法的重要補(bǔ)充。
　　2、TLMD方法的應(yīng)用研究,首次獲得了DFB激光器在調(diào)諧過程中的瞬時(shí)線寬。搭建可調(diào)諧激光外差測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以超短時(shí)延方法,測量了DFB激光器在脈沖注入電流下的調(diào)諧特性,使用TLMD方法分析了差拍信號的相位噪聲功率時(shí)頻譜,得到了DFB激光器在脈沖電流下的瞬時(shí)線寬;以長時(shí)延方法,測量了DFB激光器在步進(jìn)電流下

4、的調(diào)諧特性,分析了差拍信號的光功率時(shí)頻譜,得到了DFB激光器在步進(jìn)電流下的瞬時(shí)線寬。驗(yàn)證了TLMD相位噪聲功率時(shí)頻譜分析方法。
　　3、提出了DFB激光器調(diào)諧過程中非線性的描述和補(bǔ)償方法。分別利用時(shí)域分析和TLMD方法獲得了DFB激光器在鋸齒波電流調(diào)諧時(shí)的動態(tài)特性和瞬時(shí)特性,提出了對激光器的調(diào)諧非線性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型,通過對差拍頻率的預(yù)測和光程差反演,驗(yàn)證了動態(tài)調(diào)諧特性和瞬時(shí)調(diào)諧特性對激光器非線性特征進(jìn)行描述的準(zhǔn)確性。