为满足低频压电水听器工作需求, 针对带前置放大器压电水听器自噪声优化问题, 理论推导二端口网络等效噪声模型, 利用LTSPIC建立SPICE模型对关键器件进行噪声仿真, 并基于结型场效应管设计制作低噪声放大电路。对设计的放大器及带前放水听器自噪声测试表明,放大器等效输入噪声为8.48 nV/Hz@1 kHz, 1/f噪声拐点约为350 Hz, 优于现有集成运放式放大器; 带前放水听器噪声谱级为33.577 dB@1 kHz, 其噪声谱级低于零级海况噪声谱。

介绍了一种 12 bit 60 MS/s流水线模数转换器(ADC), 该转换器使用采样保持电路, 将连续变化的模拟信号通过一定时间间隔的采样, 以实现信号的准确量化, 利用增益自举运放提高信号建立的线性度; 采用每级 1.5 bit精确度的流水线结构实现冗余编码, 降低比较器失调电压对精确度的影响, 同时提出一种新型的消除静态功耗的预放大比较器结构。该流水线 ADC芯片采用华力 55 nm 互补金属氧化物(CMOS)工艺进行电路和版图设计。对后仿真结果进行快速傅里叶变换(FFT)分析得到: 动态参数无杂散动态范围(SFDR)为 86.18 dB, 信噪比(SNR)为 72.91 dB, 信纳比(SNDR)为 72.8 dB, 有效位数(ENOB)为 11.72 bit。

光纤通信在大数据时代得到广泛的应用，其速度快、带宽大、可靠性高的特点满足了对长距离、大容量信息传输的要求。前置放大器作为光接收器的前端，其性能高低直接影响到整个光接收系统的工作性能。基于SMIC 0.13 μm CMOS工艺，设计完成了一款5 Gbps光接收前置放大器。首先，整体差分式结构可以消除共模噪声的干扰，降低放大器的等效输入噪声。其次，采用共源共栅的输入结构具有低输入阻抗的特点，能有效抑制光电管大电容带来的不利影响。最后，输出级采用电流模逻辑结构，解决了输出增益与带宽之间的矛盾。仿真结果表明，放大器增益达到62 dBΩ，带宽4.7 GHz；等效输入噪声30.1 pA/sqrt(Hz)，眼图迹线清晰，张开度较大，能够满足5 Gbps平衡光探测器通信要求。

A new laser amplifier structure based on Ndglass regenerative amplifier and off-axis four-pass amplifier is designed for high power laser facilities. The parasitic oscillation and pencil beam of the four pass amplifier are studied and a method is introduced to suppress them. By injecting a 1053 nm single longitudinal mode laser pulse with pulse duration of 3 ns and pulse energy of 1 nJ, a 10.3 J amplified pulse with a 2% shot-to-shot energy stability is obtained. The total gain of the amplifier system is over 1010. The output laser beam is a flat top profile with a 71% near field fill factor and modulation of 1.4 and 91% pulse energy can be focused into 2 times of diffraction limits. The experimental results and output performance of the amplifier system fully meet the requirements of the pre-amplifier of high power laser facilities, which shows that multi-pass amplifier can be used in high power laser facilities.

提出了一种新型的高功率激光装置的预放系统结构，采用钕玻璃再生放大结合离轴四程放大的技术途径，研究了四程放大中寄生振荡和笔形光束的产生机理和抑制措施。通过注入脉宽为3 ns，单脉冲能量小于1 nJ的1053 nm单纵模种子激光，可以获得10.3 J的近衍射极限输出，总增益大于1010，能量稳定性为2%，输出激光为近平顶分布，近场填充因子为71%，近场调制度约为1.4，91%的焦斑能量能聚焦于2倍衍射极限内。实验结果和输出性能完全满足激光装置预放系统的性能要求，验证了多程放大技术在高功率激光装置预放系统中应用的可行性。

为了应对脉冲激光引信回波信号弱、脉宽窄的特性，获得目标尽量多的不失真信息，对光电探测器的特性和放大电路的带宽进行了分析，设计了一套实用的光电转换系统，包括PIN探测电路、前置放大电路和主放大电路。经过TINA和MULTISIM软件模拟仿真和实验验证，设计的光电转换系统的带宽为61.089MHz，增益为72.14dB。结果表明，该系统对于脉宽为十几纳秒的回波脉冲信号进行了很好的低噪声、不失真放大，满足了设计要求，回波信号经光电转换系统后输出的信号与应用需要相匹配，为激光引信的后续信号处理提供了稳定可靠的信号。

讨论了TW级飞秒激光放大装置中的同步时序系统原理, 介绍了自行设计并建造的3套频率成分各异的TW级钛宝石飞秒激光放大装置, 其中“极光Ⅱ” 和“Titan”为两级放大系统, 前者预放大与主放大重复频率均为10 Hz, 后者采用1 kHz的预放大和10 Hz的主放大, “极光Ⅲ”为多级放大系统, 预放大重复频率为10 Hz, 主放大分别为1 Hz和15 min输出一发。针对各个放大装置的不同特点和对同步精度的具体要求, 自行设计并建造了不同的同步时序控制系统, 实现了各个激光放大系统的有效运转, 同步精度达到200 ps。

光电探测器前置放大电路设计的好坏直接影响到整个系统的探测精度.介绍了光电探测器前置放大电路的设计与研究，主要阐述了光电转换电路、放大电路带宽、放大电路噪声、放大电路稳定性以及其他一些需要注意的问题，并设计了一种能够有效降低噪声和温飘，具有大的动态输入范围的放大电路.