[发明专利]自由空间传输用大功率高速激光发射组件

摘要

自由空间传输用大功率高速激光发射组件。本发明涉及大气层内及太空星间激光数字通信、数据传输中“电-光”转换的方法及大功率高速激光发射装置。目前自由空间激光传输、通信在国内处于起步阶段，现有技术普遍存在光功率小(＜50mW)传输距离短的缺陷，导致无法大规模应用。针对该技术中的核心部分：电-光转换，本发明提供了可编程模块化的系统解决方案，由前置放大器、功率放大器、温控部分、保护电路、大功率半导体激光器等部分协同工作。可提供0～100Mbps带宽下，2W的光功率，并稳定工作，在国内尚属首创。可广泛用于远距离大气层内及太空星间激光数字通信、数据传输等领域。

主权项

自由空间传输用大功率高速激光发射组件的电路拓扑结构包含以下7部分：(1)前置放大器—其作用是将输入到组件的高阻TTL数字电压信号进行放大，送入下一级功率放大器；(2)偏置恒流源—其作用是为激光器提供恒定偏置电流，使激光器始终工作在特性阈值点以上，确保线性度；(3)功率放大器—其作用是将经过前置放大器放大后的高频信号转换为高频大电流，以此电流驱半导体激光器工作；(4)激光器—其作用是将功率放大器输出的电流转变成激光束；(5)吸收网络—其作用是吸收由于高频大电流通过激光器时产生的严重电流过冲，以保护激光器不受过冲电流损坏，并保证输出光信号质量；(6)半导体致冷器—其作用是给激光器加温或降温，使激光器工作在恒温状态下，确保激光器的阈值电流与斜效率、中心波长、光谱特性不随温度的变化而变化；(7)温度控制器及半导体制冷器驱动器—其作用是根据激光器温度，提供相应方向(升温或降温)和大小的驱动电流，驱动半导体制冷块工作。