“开云|kaiyun(官方)最新下载IOS/安卓版/手机版APP”基于CPT原子钟的VCSEL激光器控制系统设计

1章节　　频率掌控和定点器件是电子系统的核心部件，起着使分布式网络实时的最重要起到，它的稳定性和精度对于通信、导航系统、监控，以及军事中的电子战、导弹制导和敌我辨识具备最重要的影响。基于原子相干性布居俘虏（CoherentPopulationTrapping，CPT）原理和MEMS技术构建工艺，构建低功耗、高精度微型原子钟，其精度将比目前最差的石英振子低1000倍，可用作以纽扣电池为动力的便携式无线通信装置及导航系统定位系统等领域。

讲解横向腔面升空激光器（VerticalCavitvSurface-EmittingLaser，VCSEL）的控制系统设计与测试的特性，横向腔面升空激光器VCSEL与传统的边升空半导体激光器比起，具备收敛角小、单纵模工作、非常低的阈值电流等优点，特别是在限于于二维面阵构建和与其他光电子器件构建。在光信息处理、光点对点、光计算出来等方面具备辽阔的应用于前景。　　2VCSEL控制系统构成和工作原理　　VCSEL激光器工作在需要调制铷原子的D1共振波长单频率状态。涉及的光子波长（在真空中）铷原子是795．0nm。

D1光子的波长一般来说是选用的，因为对应的共振因子要低一点。如果有效地的VCSEL不有可能加热，那么VCSEL激光器的工作温度必需自由选择在原子钟工作的仅次于温度以上环境。例如，如果原子钟的工作温度是0℃~70℃，那么VCSEL的工作温度有可能要自由选择在85℃。

如果VCSEL的温度只需要在5℃的范围内变化，那么VCSEL的波长必需准确到0．3nm（假设一般来说VCSEL的调节系数是O．06nm／℃）。图1为原子钟控制系统构成结构。图1CPT原子钟控制系统结构图　　2．1恒定电路驱动　　由于半导体激光器科非线性器件，理想情况下流到激光器的电流与加于器件两端电压成指数关系，所以微小的电压变化可以造成光功率输入的很大变化和器件参数（如激光波长、阈值电流）的变化，这些变化直接影响器件的测试和安全性用于。横向腔面升空激光器的光功率与电流在长时间工作区间内基本成线性关系，因而在实际测试中，一般来说使用电流源的驱动方式。

VCSEL器件是直流器件，但为确保激光器需要安全性工作，本文使用恒流式的驱动方式，研究并设计制作了恒流式驱动器。该驱动电路主要还包括ACC恒流控制电路，固定式偏置电路，激光二极管限幅电路，推挽OCL功放驱动电路和激光二极管维护电路5部分，其电路板罔如图2右图。图2VCSEL驱动整体框图　　ACC恒流控制驱动电路是通过将电阻R两端的电压作为对系统输出，其实质是将LD的驱动电流对系统至输出末端，对系统信号再行经仪器放大器缩放、追随器后，转入到转换器议和运算放大器的负相输出末端，并与设定值VM展开较为，输入两者之差，经限幅电路，积分电路后，送到推挽功率放大电路的输出末端。

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