close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12908

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.02.28
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12908
(13) C1
(19)
H 01S 03/08
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОДНОМОДОВОГО РЕЖИМА РАБОТЫ
ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА
(21) Номер заявки: a 20080296
(22) 2008.03.14
(43) 2009.10.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
республиканское унитарное предприятие "КБТЭМ-ОМО" (BY)
(72) Авторы: Стецик Виктор Михайлович; Козлов Владимир Леонидович;
Постоялко Игорь Иосифович; Самохвалов Валерий Константинович
(BY)
(73) Патентообладатель: Научно-производственное республиканское унитарное
предприятие "КБТЭМ-ОМО" (BY)
(56) КОРОСТИК К.Н. и др. Прикладная
спектроскопия. - 2006. - Т. 73. - № 1. С. 119-123.
US 6249537 B1, 2001.
EP 674370 A2, 1995.
BY 12908 C1 2010.02.28
(57)
Способ контроля одномодового режима работы полупроводникового лазера, включающий определение тока накачки лазера, при котором длину волны генерации выбирают
в середине участка ватт-амперной характеристики лазера между двумя переходами на соседние моды генерации, отличающийся тем, что переходы с одной моды генерации на
другую определяют с помощью анализатора по кратковременному скачку интенсивности
оптического излучения на его выходе, причем плоскость анализатора устанавливают перпендикулярно плоскости поляризации лазерного излучения.
Фиг. 1
Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения и может быть использовано для экспресс-контроля одномодового режима работы перестраиваемых полупроводниковых инжекционных лазеров.
Для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик оптико-электронных технологических систем в них необходимо использование лазерных источников когерентного
излучения со стабильными параметрами. Таким требованиям удовлетворяют полупровод-
BY 12908 C1 2010.02.28
никовые лазеры, работающие в одномодовом режиме. Однако в процессе работы полупроводниковые лазеры, например, вследствие изменения температуры, давления или в результате разогрева активной области током накачки, могут переходить с одной моды
генерации на другую или переходить в многомодовый режим генерации [1]. Это может
значительно ухудшить параметры технологической системы. Поэтому в процессе эксплуатации лазера необходимо контролировать одномодовый режим работы и выбирать
рабочую точку, обеспечивающую максимальную когерентность излучения. Одномодовый
режим работы перестраиваемых полупроводниковых инжекционных лазеров можно контролировать с помощью монохроматора. Однако эта система измерения обладает невысокой точностью измерения длины волны излучения, громоздкостью и большой сложностью
при практическом использовании.
Наиболее близкой к заявляемому способу является методика для экспресс-контроля
одномодового режима работы перестраиваемого полупроводникового инжекционного лазера [2], основанная на анализе ватт-амперной характеристики лазера, получаемой при автогетеродиноровании с использованием интерферометра Майкельсона. Принцип работы
интерферометра Майкельсона основан на разделении излучения лазера на опорный и измерительный каналы с последующим фотосмешением на фотоприемнике оптических сигналов этих каналов и выделением автогетеродинного сигнала. Полученная таким образом
ватт-амперная характеристика имеет изломы в моменты перескока длины волны генерации с одной моды на другую. Если выбирать ток питания лазера таким образом, чтобы рабочая точка находилась в середине между изломами ватт-амперной характеристики, то
обеспечивается стабильный одномодовый режим работы полупроводникового лазера.
Недостатками известного способа являются невысокая точность измерения системы
контроля одномодового режима работы полупроводникового лазера и его сложность.
Задача изобретения - повышение точности измерения системы контроля одномодового режима работы полупроводникового лазера и упрощение способа измерения.
Поставленная задача достигается тем, что определение тока накачки лазера, при котором длина волны генерации выбирается в середине участка ватт-амперной характеристики
лазера между двумя переходами на соседние моды генерации, переходы с одной моды генерации на другую определяют с помощью анализатора по кратковременному скачку интенсивности оптического излучения на его выходе, причем плоскость анализатора
устанавливают перпендикулярно плоскости поляризации лазерного излучения.
Использование данного способа позволило упростить измерительную систему и повысить точность измерения системы контроля одномодового режима работы полупроводникового лазера.
Предложенный способ поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлена функциональная схема реализации способа;
на фиг. 2 приведена диаграмма, поясняющая ее работу.
Суть способа контроля одномодового режима работы полупроводникового лазера заключается в следующем.
Определяют ток накачки лазера, при котором длину волны генерации выбирают в середине участка ватт-амперной характеристики лазера между двумя переходами на соседние моды генерации. Переходы с одной моды генерации на другую определяют с
помощью анализатора по кратковременному скачку интенсивности оптического излучения на его выходе, причем плоскость анализатора устанавливают перпендикулярно плоскости поляризации лазерного излучения.
Пример выполнения способа.
Ток накачки перестраиваемого полупроводникового лазера 2 регулируется блоком питания лазера 1. Известно, что излучение полупроводникового лазера в режиме одномодовой генерации имеет высокую степень поляризации порядка 99 % и даже лучше.
Анализатор 3 преобразует угол поворота плоскости поляризации излучения в интенсив2
BY 12908 C1 2010.02.28
ность. Если угол плоскости поляризации излучения совпадает с углом плоскости анализатора, то после прохождения анализатора излучение имеет максимальную интенсивность.
Если плоскость поляризации излучения перпендикулярна плоскости анализатора, то после
прохождения анализатора излучение ослабляется на величину, близкую к 100 %. В промежуточных случаях величина ослабления излучения пропорциональна разности угла
плоскости анализатора и угла плоскости поляризации излучения.
В предлагаемом способе анализатор 3 устанавливается таким образом, чтобы угол
плоскости поляризации излучения лазера 2 был перпендикулярен углу плоскости анализатора. Следовательно, в режиме одномодовой генерации полупроводникового лазера излучение на выходе анализатора 3 будет иметь минимальную интенсивность. Известно, что
при переходе генерации с одной моды на другую в резонаторе лазера могут генерироваться одновременно несколько мод, вследствие чего резко уменьшается степень поляризации.
Уменьшение степени поляризации лазера вызовет изменение интенсивности оптического
излучения на выходе анализатора. Интенсивность излучения на выходе анализатора фиксируется фотоприемником 4 и измеряется измерительным блоком 5.
В режиме одномодовой генерации лазера излучение на выходе анализатора 3 будет минимально. При увеличении тока накачки лазера будет происходить переход длины волны
генерации с одной моды на другую, при этом в моменты перехода, вследствие ухудшения
степени поляризации, будет появляться оптический сигнал на выходе анализатора 3. Измерительный блок 5 фиксирует токи накачки, при которых происходит переход генерации с
одной моды на другую, и определяет ток накачки лазера для одномодовой генерации, который будет находиться в середине участка перестроечной характеристики лазера между двумя переходами на соседние моды генерации (фиг. 2). Таким образом, по результату анализа
перестроечной характеристики измерительный блок 5 выбирает требуемую величину тока
для обеспечения одномодового режима работы полупроводникового лазера.
Устанавливать с высокой точностью угол в 90 градусов между плоскостью поляризации излучения и плоскостью анализатора нет необходимости, так как при небольших отклонениях на выходе анализатора будет только присутствовать постоянный слабый
оптический сигнал; при этом в моменты перехода моды генерации интенсивность излучения будет значительно возрастать. Следовательно, параметры системы не зависят от точности установки угла между плоскостью анализатора и плоскостью поляризации
излучения и также не будут зависеть от длины измерительного канала, параметров окружающей среды, т.к. система не требует прецизионной юстировки и дополнительной юстировки при переходе от одного лазера к другому. За счет вышеуказанных факторов
достигается повышение точности.
Таким образом, с помощью использования анализатора, плоскость которого устанавливается перпендикулярно плоскости поляризации лазерного излучения, достигается упрощение способа измерения и повышение точности измерения системы контроля
одномодового режима работы полупроводникового лазера.
Источники информации:
1. Окоси Т. Волоконно-оптические датчики: Пер. с япон. - Л.: Энергоиздат, 1991. С. 91.
2. Коростик К.Н. и др. Прикладная спектроскопия. - 2006. - Т. 73. - № 1. - С. 119-123.
3
BY 12908 C1 2010.02.28
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
119 Кб
Теги
by12908, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа