DFB半导体激光器电流波长调谐线性度分析与校准

来源：电子测量技术杂志2021年第8期北京时间：

作者：白建胜，张丕状，戚俊成，贾宇杰，张扬，牛瑞兴

单位：中北大学 信息探测与处理山西省重点实验室，山西 太原 030000

摘要：分布反馈半导体激光器的调谐特性是制约TDLAS（可调谐半导体激光吸收光谱）技术测量性能的因素之一。针对目前DFB激光器存在固有的波长调谐非线性问题，提出了基于多项式拟合电流预校准算法的调谐非线性校准方法。首先，搭建了激光器电流波长测量系统，实测了电流波长关系并对线性度进行分析，基于多项式拟合算法推导注入电流预校准数学模型。其次，分析了多项式拟合算法拟合效果，通过比较各阶拟合多项式的MSE值（均方误差）和收敛特性，选择了二次多项式作为校准函数。实验结果表明，相比未校准状态，基于多项式拟合电流预校准算法使校准后的MSE值有大幅度降低。其中，对较优的二次多项式拟合算法进行激光器调谐非线性误差分析，相比校准前15.39%，校准后降低至2.27%，验证了该校准方法能够大幅提高DFB半导体激光器电流波长调谐的线性度。

关键词：DFB半导体激光器;调谐技术;多项式拟合算法;线性度分析;预校准

基金资助：山西省高等学校科技创新项目（2020L0274）;中北大学研究生科技基金（20201727）