下图为本实验系统半导体激光器线性调制干涉方法测量位移的总体方案。
图3-1 总体方案框图
系统由半导体激光器，光隔离器，光纤分路器，自聚焦透镜，反射镜，光探
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测器组成。受锯齿波(或三角波)调制的半导体激光器发出的调频光经光隔离器，Y型光纤分路器后，由自聚焦透镜准直后平行射出。反射镜反射回的光束通过自聚焦透镜耦合回光纤，经过光纤分路器到达光探测器，和自聚焦透镜出射端面反射回来的光束在光电探测器处发生干涉。光纤分路器、自聚焦透镜、反射镜、光探铡器组成了一个斐索型共光路干涉仪。
在此实验当中半导体激光器的注入电流对于干涉条纹有影响，首先对注入电流的调制特性做简要分析：根据注入电流调制频率的高低，可以将半导体激光器的输出光频特性分为两个区域：当电流调制频率小于lOMHz时，输出光的频率偏移主要是由工作区温度变化而引起的，此时输出光频率随调制电流线性变化；在大于lOMHz时，主要是由载流子效应引起的，这时输出光频与电流的关系不再是线性的了。
当半导体激光器的注入电流发生变化时，输出的光频特性将随之变化。如当注入电流大于半导体激光器的阂值后，输出光为激光。又有当注入电流增加，输出光功率增大，谱线宽度变宽，相干长度增大。表格3-1便为移动条纹和注入电流变化的关系。此关系也表明了在干涉场上检测到条纹的位移，则说明LD的输出光频产生了变化，如果测出LD输出光频偏值，则可通过改变LD的注入电流大小，使得LD的输出激光频率稳定。
移动条纹数 ΔL=2.0cm的电流 ΔL=4.0cm的电流
1 41.0 mA 48.1 mA 2 44.0 mA 49.0 mA 3 47.0 mA 50.1 mA 4 50.3 mA 51.0 mA 5 53.0 mA 52.3 mA 表3-1 移动条纹与注入电流的关系
四、讨论与展望
时至今日，半导体激光器是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源。半导体激光器再加上低损耗光纤，对光纤通信产生了重大影响，并加速了它的发展。因此没有半导体激光器的出现，就没有当今的光通信。GaAs/GaAlA双异质结激光器是光纤通信和大气通信的重要光源，凡是长距离、大容量的光信息传输系统无不都采用分布反馈式半导体激光器（DFB一LD)。由此可见半导体激光器在通信领域当中的重要地位。
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此外半导体激光器还广泛应用于军事领域,如激光制导跟踪、激光雷达、激光引信、激光通信电源、激光瞄准告警、激光通信等。目前, 世界上的发达国家都非常重视大功率半导体激光器的研制及其在军事上的应用。
参考文献
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