由于驱动电流波动会影响分布式反馈式(DFB)激光器激射波长及发光功率, 采用数模混合双闭环技术, 以TMS320LF28335为核心控制器, 设计并研制了一种高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件电路设计方面, 该激光器驱动电源采用运算放大器深度负反馈原理, 提高了系统的稳定性(优于4×10-5)。软件设计中, 引入Ziegler-Nichols PID算法, 消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异(小于0.5%)。同时, 该驱动电源具备防上电/断电冲击保护电路、延时软启动电路和过流保护电路等保护电路。利用该驱动电源, 对中心波长为1742 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明, 在长时间(>220 h)稳定性测试中, 驱动电流稳定度优于4×10-5(RMS), 满足DFB激光器对驱动电流的要求, 具有很强的实用价值。

为了对痕量甲烷(CH4)进行非接触式检测, 采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术, 利用CH4位于中红外波段1 332.8 cm-1吸收谱线, 设计并研制出痕量CH4检测仪。 该仪器使用中心波长为 7.5 μm的中红外量子级联激光器(QCL), 通过调谐系数-0.2 cm-1·A-1, 采用固定工作温度调节其注入电流(0.6～1.6 A)的方式使其发光光谱扫描CH4气体吸收谱线(1 332.8 cm-1)。 在光学结构方面, 该仪器采用光程为76 m的herriott长光程密闭气体吸收气室, 配合差分检测光路, 降低了由激光光源波动引起的噪声, 确保对痕量CH4进行检测。 实验中, 实现了40×10-9最低检测下限, 检测结果的相对误差为0.09%, 稳定度优于2.8%, 验证了该仪器的可行性。