基于频率补偿的窄脉冲量子级联激光器快速驱动技术

作者：余兆安; 姚志宏; 梁圣法; 张锦川; 吕铁良

来源：红外与激光工程, 2016, 45(02): 112-117.

• 量子级联激光器
• 线宽
• 脉冲驱动电路
• LED驱动

脉冲量子级联激光器(QCL)因自热效应会导致谱线展宽,故需极短的电流脉冲驱动。理论极限线宽所需的脉宽为515 ns,但由于环路寄生参数的影响,窄脉冲会引起信号过冲或振荡,因此目前商用的QCL驱动器无法满足这个要求。为获得更理想的激光器线宽,在常规脉冲恒流电路的基础上,采用频率补偿的方法来消除过冲和振荡,并设计了一款稳定的纳秒级激光器驱动电路。实验结果显示该驱动装置实现了峰值电流02 A、脉宽8.4200 ns、上升时间<4 ns、过冲<1%的脉冲电流输出。使用中国科学院半导体研究所研制的波长4.6μm激光器和傅里叶变换光谱仪进行测试,当驱动脉宽由100 ns减小到10 ns时,激光器线宽由0.35 cm-1线性递减到0.12 cm-1。综合验证表明,所设计的驱动装置实现了稳定的窄脉冲电流输出,尤其适用于量子级联激光器的窄线宽驱动及应用。

• 单位
  山东大学(威海); 中国科学院半导体研究所