CN111884030A - 基于串并联阵列激光器的快速调谐控制*** - Google Patents

基于串并联阵列激光器的快速调谐控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，包括中心控制模块，稳流模块，开关模块，温控模块，激光器阵列模块，功率控制模块，所述中心控制模块分别与稳流模块、温控模块、开关模块电连接，所述开关模块与激光器阵列模块电连接，所述激光器阵列模块与功率控制模块电连接；所述中心控制模块用于发送电流、通道选择、温度的控制信息。本发明可以对激光器阵列模块的各个通道精确提供工作电流，并按控制信号同步进行通道的开启与关断，以完成激光器波长的快速切换，从而实现出射信号波长的快速可调谐；最后经EDFA控制可调谐激光器的输出信号功率。

Description

基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***。
背景技术
在互联网流量呈几何级数增长、用户需求不断提升的情况下，占据通信领域绝对优势地位的光通信产业也面临着技术升级、推动产业进阶发展的压力：快速增长的大数据需要更多的数据中心基础设施来承载，5G时代在基站、传输网和接入网层面都需要与高带宽相匹配的高性能光模块；在未来网络的解决方案中，无论是数据容量的扩大还是提升网络的灵活度，实现动态改变网络架构，都需要在网络设备中大量使用波长可调谐半导体激光器。其中快速可调谐激光器在相关应用中又具有非常重要的价值，如数据中心中基于快速可调谐激光器利用源端波长切换实现光信息交换，从而满足大型、低时延交换节点所需的高速、大容量、有效数据交换功能需求。快速可调谐激光器不仅在通信领域有重要应用，还可以应用于激光雷达、光学传感、测试测量***等多个领域，激光器的可调谐指标参数，如波长切换速度、波长间隔、精度等参数等，对***的性能有着决定性的作用。
目前可调谐激光器的主要类型包括外腔激光器(External Cavity Laser,ECL)、分部反馈式(Distributed Feedback,DFB)激光器、分布布拉格反射(Distributed BraggReflector,DBR)激光器以及垂直腔面发射激光器。外腔反馈型可调谐激光器的线宽窄、单模特性好、调谐范围大，但是受限于其机械调谐的波长调谐方式，调谐速度较慢；基于DFB激光器的可调谐光源目前集成的通道数有限，且其热调谐的方式存在的热平衡过程也决定了其调谐速度较慢；DBR 型可调谐激光器通过电流调谐，调谐速度快，但是由于游标效应导致其模式稳定性不好；而垂直腔面发射激光器切换速度较快，但单模特性不够好，功率不高，不适合应用于长距离的通信网络。利用传统的可调谐激光器原理，难以获得稳定的以亚微秒量级时间切换的可调谐激光器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其中：包括中心控制模块，稳流模块，开关模块，温控模块，激光器阵列模块，功率控制模块，所述中心控制模块分别与稳流模块、温控模块、开关模块电连接，所述开关模块与激光器阵列模块电连接，所述激光器阵列模块与功率控制模块电连接；
所述中心控制模块用于发送电流、通道选择、温度的控制信息；
所述稳流模块用于接收来自中心控制模块控制电流的信号并输出可控制的驱动电流；
所述开关模块用于对稳流模块的开关以及激光器阵列模块的波长切换；
所述激光器阵列模块包括若干个串并联的单波长激光器，根据开关模块的波长切换信号点亮对应的单波长激光器；
所述温度控制模块用于将激光器阵列模块内的温度控制在预设值；
所述功率控制模块用于将输出光功率控制在预设值。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，中心控制模块包括MCU芯片和FPGA芯片，所述MCU芯片和FPGA芯片总线连接，所述MCU芯片将从上位机接收的控制电流、通道开关、温度的信号经过处理后传给FPGA 芯片,所述FPGA芯片对指令进行处理并将控制电流信号传给稳流模块、通道开关信号传给开关模块和温度信号传给温控模块。
进一步地，稳流模块包括DAC单元和基于负反馈的压控式恒流电路，所述压控式恒流电路包括电压输入单元、负反馈控制单元、电流采样单元和电压电流转换单元；
所述DAC单元与电压输入单元电连接，所述负反馈控制单元输入端分别与电压输入单元、电流采样单元电连接，所述负反馈控制单元输出端与电压电流转换单元电连接，所述电流采样单元输出端和电压电流转换单元输出端均与开关模块电连接。
进一步地，负反馈控制单元包括电阻R5、Rf、电容C1和运算放大器A3，所述电阻R5分别连接电流采样单元和运算放大器A3的反相输入端，所述电阻Rf和电容C1均并联在运算放大器A3的反相输入端和输出端；
所述电流采样单元包括电阻R1、R2、R3、R6和运算放大器A2，所述电阻R1、R2并联，所述电阻R1、R2均连接运算放大器A2的同相输入端，所述电阻R3连接运算放大器A2的输出端和电阻R6，所述电阻R6连接运算放大器A2的反相输入端和开关模块，所述电阻R5连接运算放大器A2的输出端；
所述电压输入单元包括并联的电阻R4和电容C2，所述电阻R4和电容C2均与运算放大器A3的同相输入端连接；
所述电压电流转换单元包括电阻R7、三极管Q2和电阻R8，所述电阻R7与运算放大器A3的输出端连接，所述三极管Q2的基极与电阻R7连接，所述三极管Q2的发射极连接电阻R8，所述电阻R8连接单波长激光器，所述三极管Q2的集电极分别与电流采样单元和开关模块连接。
进一步地，开关模块包括电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、运算放大器A1和P型金氧半场效晶体管Q1，所述电阻R9连接FPGA芯片接收开关信号，所述运算放大器A1的同相输入端和反相输入端分别连接电阻R9、电阻R10，所述运算放大器A1的输出端连接电阻R12，所述电阻R10与电阻R12之间串联电阻R11，所述电阻R12分别连接电阻R13和P型金氧半场效晶体管Q1的删极连接，所述P型金氧半场效晶体管Q1的漏极连接激光器阵列模块，所述P型金属半场效晶体管Q1的源极连接电阻R6，所述P型金属半场效晶体管Q1两端并联电阻R7。
进一步地，当开关信号为低电平时，P型金氧半场效晶体管Q1导通，驱动电流超过单波长激光器的阈值电流，单波长激光器被点亮；反之，开关信号为高电平时，P型金氧半场效晶体管Q1断开，单波长激光器熄灭。
进一步地，温控模块包括PID控制器、TEC驱动器、TEC芯片，所述PID控制器、TEC驱动器、TEC芯片顺序电连接，所述TEC芯片与单波长激光器内热敏电阻电连接，所述热敏电阻与PID控制器电连接。
进一步地，功率控制模块包括掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器与MCU芯片总线连接。
进一步地，激光器阵列模块中每个单波长激光器中均引入π相移结构，所述π相移结构用于提高单波长激光器的单模特性。
本发明的有益效果：
本发明基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，在激光器工作时，处于工作状态的激光器加载工作电流，其余的全部加载透明电流，波长的选择和切换由控制电路完成，这种逐个点亮激光器的方法可以根据需求任意设计波长切换的顺序，且不同波长跨度的调谐时间基本保持一致，具有较高的灵活性和稳定性。
本发明利用多个模块相互配合，稳流模块提供稳流驱动、温控模块保证了激光器阵列模块工作的波长稳定，以及功率控制模块对激光器阵列模块输出稳定的光功率。
本发明可实现多波长快速且稳定的切换，切换时间可小于300ns，***稳定性强，灵活性高，且可在改良阵列芯片结构和优化电路***的前提下进一步提高波长调谐的范围和波长切换的速度，实现大范围快速稳定调谐的目的。
附图说明
图1是本发明的串并联阵列芯片图；
图2是本发明的模块连接流程示意图；
图3是本发明的通道波长切换时间图；
图4是本发明的中心控制模块结构示意图；
图5是本发明的稳流模块电路图；
图6是本发明的开关模块电路图；
图7是本发明的有无透明电流的对比效果图；
图8是本发明的温控模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1所示，为4×4串并联可调谐光源芯片示意图，即可调谐光源有多少个通道，则在串并联芯片中设计多少个DFB激光器，外部设备需要什么样的波长，光源就点亮相应波长的 DFB激光器，从而实现波长调谐，调谐过程是通过光源的开关实现，无需额外的改变电流和温度，DFB激光器芯片的数量决定了可调谐光源的通道数和调谐范围。
该光源芯片把16个不同波长激光器都单片集成在同一光芯片上，通过控制电路选择其中一个激光器工作，由电路部分完成；在激光器阵列结构中，处于工作状态的激光器加工作电流，其余激光器全部加透明电流(透明电流小于工作电流)。光源工作时，通过不断改变需要波长对应的激光器的电流大小来实现相应波长的输出；串联的靠近光输出端的其余激光器全部加上透明电流(透明电流小于阈值，不足以让激光器激射发光，同时可以抵消材料本身对于光的吸收损耗)；只给所需波长的激光器加工作电流。因此，波长的调谐可以通过切换激光器阵列中对应波长的DFB激光器工作状态来实现，这种调谐过程快速且能够保持切换过程中激光单模模式稳定，可实现亚微秒级的切换速度。
如图2所示，为本发明的模块连接流程示意图，包括中心控制模块、稳流模块、开关模块、温控模块、激光器阵列模块和功率控制模块，其中中心控制模块由MCU芯片与FPGA 芯片通过Local Bus连接构成，负责向其他模块发送电流、通道选择、温度等控制信息；
稳流模块由DAC单元和基于负反馈的压控式恒流电路构成，负责接收来自中心控制模块电流大小的信号并输出可控制的驱动电流；
开关模块由同向放大电路和一个P沟道金氧半场效晶体管Q1构成，负责完成稳流模块的开关以实现激光器阵列的波长切换；
温控模块由PID控制电路和TEC驱动电路组成，负责将激光器阵列内的温度控制在预设值附近；
功率控制模块由可程控的掺铒光纤放大器构成，由MCU进行控制，负责将输出光功率控制在预设值。
从上位机发出的控制指令通过串口发送给MCU芯片后，由MCU芯片直接控制激光器阵列的温度以及出射光的功率，各通道电流大小以及通道选择则由FPGA芯片处理后发送到开关模块，以完成任意通道间的快速切换。附图3选取了四个通道之间切换波形，测得最终切换时间在300ns以下。
为了实现快速的切换，***利用FPGA芯片可并行处理数据速度快的优势，将MCU芯片和FPGA芯片通过Local Bus连接构成中心控制模块，如附图4所示，MCU的19个IO与 FPGA相连，分别定义为8位数据位(din[7:0])，8位地址位(addr[7:0])，1位读控制位(read)， 1位写控制位(write)，以及1位片选信号(CS)。
上位机通过串口通信把控制指令发送给MCU芯片后，MCU芯片通过Local Bus给FPGA 芯片发送数据信号din[7:0]和地址寻址信号addr[7:0]，数据信号包含了不同通道激光器的开关状态、开启时延以及电流大小信息，数据信号直接发送给D触发器模块的D端；地址寻址信号通过译码器模块进行译码，并将译码的结果发给到D触发器的时钟端；D触发器通过对时钟端信号的判定选择发送数据信号给稳流模块和开关控制模块，实现对各激光器阵列波长切换的控制。此外，MCU芯片通过I2C接口与EDFA芯片相连直接控制光输出功率，MCU芯片上的一个DAC芯片接口与温控部分相连，控制激光器阵列的温度。
激光器驱动电路采用基于负反馈技术的压控恒流结构，如附图5，驱动电路的主体部分是由两个运算放大器A2、A3和三极管Q2级联构成的压控恒流源，FPGA控制的DAC输出电压到运算放大器A3的同相输入端，通过负反馈调节整个电路工作电流与电压的恒定，以达到稳定驱动激光器工作的目标，并且在运算放大器A3的输出端利用三极管Q2进一步对电流进行放大。
在以上电路中，设置R1＝R2，R3＝R6，可得到从三极管Q2集电极输出的电流与输入电流Vin的关系为：
Figure RE-GDA0002654795510000051
其中，IOUT为输出到激光器的电流，VIN为DAC提供的电压，Uled为激光器工作时两端的电压，通过调整输入电压VIN，即可调整输出电流至激光器所需要的驱动电流值。由上式可得，在电路参数及激光器工作电压确定的情况下，输出电流仅与输入电压有关，电流大小不会随着三极管Q2、P型金属半场效晶体管Q1导通电阻的变化而波动，为恒流输出，因此具有很高的稳定性。
在图5所示的基于负反馈的压控式恒流电路中，电阻R4和电容C2构成电压输入单元；电阻R7、三极管Q2、电阻R8构成电压电流转换单元；电阻R1、R2、R3、R6和运算放大器A2构成电流采样单元；电阻R5、Rf、电容器C1和运算放大器A3构成负反馈控制单元， D1为单个激光器。
如附图6，本***中采用了模拟开关的切换方式，利用高低电平控制P型金氧半场效晶体管Q1的开关与断开，从而控制驱动电路的通断。从FPGA发来的控制信号，首先经过高速运算放大器A1同向放大到足够使P型金氧半场效晶体管Q1完全开启与关断。当开关信号为低电平时，开关被导通，驱动电流超过激光器的阈值电流，激光器被点亮；反之，开关信号为高电平时，P型金氧半场效晶体管Q1功率截止，开关断开，激光器熄灭。相比于直接控制DAC的开关，P型金氧半场效晶体管Q1的开关延迟大约在20ns,该时延远远小于DAC直接控制所带来的延时，从而大大提升了激光器通道切换的速度。
本***中所使用的激光器为串并联结构，而串联激光器阵列中远离出光口的激光器出光时，需要在前面的激光器上加一个阈值以下的透明电流，可以消除激光器在切换过程中的驰豫振荡。如附图7(a)所示，在切换过程中，没有透明电流时，切换过程出现了来回振荡的波形，大大拉长了波长切换过程持续的时间。为了消除该现象对切换时间造成的影响，本***在MOSFET旁边并联接了一个阻值适当的电阻，这样，在开关管关断时，仍会有一个大小在阈值附近的透明电流施加于激光器上，从而可以大大改善切换过程中波形的稳定性，结果如附图7(b)所示。
当激光器工作时，为了保证激光波长的准确以及延长激光器的使用寿命，必须保证激光器阵列工作时温度稳定，因此***中加入了温控***。
温控模块示意图如附图8所示，TEC集成于激光器封装中，通过外部TEC驱动器驱动保持温度稳定。温控部分利用了一个PID控制器，该PID控制器通过比较预设的温度对应的电压值与采样自激光器内部热敏电阻端的电压，输出差值信号给TEC驱动器，从而控制TEC调整激光器温度直至达到预设值。最后在激光输出前会经过功率控制模块把激光的输出功率调整至预期值，增益程度可通过MCU直接调整。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于，包括中心控制模块，稳流模块，开关模块，温控模块，激光器阵列模块，功率控制模块，所述中心控制模块分别与稳流模块、温控模块、开关模块电连接，所述开关模块与激光器阵列模块电连接，所述激光器阵列模块与功率控制模块电连接；
所述中心控制模块用于发送电流、通道选择、温度的控制信息；
所述稳流模块用于接收来自中心控制模块控制电流的信号并输出可控制的驱动电流；
所述开关模块用于对稳流模块的开关以及激光器阵列模块的波长切换；
所述激光器阵列模块包括若干个串并联的单波长激光器，根据开关模块的波长切换信号点亮对应的单波长激光器；
所述温度控制模块用于将激光器阵列模块内的温度控制在预设值；
所述功率控制模块用于将输出光功率控制在预设值。
2.根据权利要求1所述的基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：所述中心控制模块包括MCU芯片和FPGA芯片，所述MCU芯片和FPGA芯片总线连接，所述MCU芯片将从上位机接收的控制电流、通道开关、温度的信号经过处理后传给FPGA芯片,所述FPGA芯片对指令进行处理并将控制电流信号传给稳流模块、通道开关信号传给开关模块和温度信号传给温控模块。
3.根据权利要求2所述的基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：所述稳流模块包括DAC单元和基于负反馈的压控式恒流电路，所述压控式恒流电路包括电压输入单元、负反馈控制单元、电流采样单元和电压电流转换单元；
所述DAC单元与电压输入单元电连接，所述负反馈控制单元输入端分别与电压输入单元、电流采样单元电连接，所述负反馈控制单元输出端与电压电流转换单元电连接，所述电流采样单元输出端和电压电流转换单元输出端均与开关模块电连接。
4.根据权利要求3所述的基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：所述负反馈控制单元包括电阻R5、Rf、电容C1和运算放大器A3，所述电阻R5分别连接电流采样单元和运算放大器A3的反相输入端，所述电阻Rf和电容C1均并联在运算放大器A3的反相输入端和输出端；
所述电流采样单元包括电阻R1、R2、R3、R6和运算放大器A2，所述电阻R1、R2并联，所述电阻R1、R2均连接运算放大器A2的同相输入端，所述电阻R3连接运算放大器A2的输出端和电阻R6，所述电阻R6连接运算放大器A2的反相输入端和开关模块，所述电阻R5连接运算放大器A2的输出端；
所述电压输入单元包括并联的电阻R4和电容C2，所述电阻R4和电容C2均与运算放大器A3的同相输入端连接；
所述电压电流转换单元包括电阻R7、三极管Q2和电阻R8，所述电阻R7与运算放大器A3的输出端连接，所述三极管Q2的基极与电阻R7连接，所述三极管Q2的发射极连接电阻R8,所述电阻R8连接单波长激光器，所述三极管Q2的集电极分别与电流采样单元和开关模块连接。
5.根据权利要求4所述的基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：所述开关模块包括电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、运算放大器A1和P型金氧半场效晶体管Q1，所述电阻R9连接FPGA芯片接收开关信号，所述运算放大器A1的同相输入端和反相输入端分别连接电阻R9、电阻R10，所述运算放大器A1的输出端连接电阻R12，所述电阻R10与电阻R12之间串联电阻R11，所述电阻R12分别连接电阻R13和P型金氧半场效晶体管Q1的删极连接，所述P型金氧半场效晶体管Q1的漏极连接激光器阵列模块，所述P型金属半场效晶体管Q1的源极连接电阻R6，所述P型金属半场效晶体管Q1两端并联电阻R7。
6.根据权利要求5所述的基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：当开关信号为低电平时，P型金氧半场效晶体管Q1导通，驱动电流超过单波长激光器的阈值电流，单波长激光器被点亮；反之，开关信号为高电平时，P型金氧半场效晶体管Q1断开，单波长激光器熄灭。
7.根据权利要求1所述的基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：所述温控模块包括PID控制器、TEC驱动器、TEC芯片，所述PID控制器、TEC驱动器、TEC芯片顺序电连接，所述TEC芯片与单波长激光器内热敏电阻电连接，所述热敏电阻与PID控制器电连接。
8.根据权利要求2所述的基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：所述功率控制模块包括掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器与MCU芯片总线连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于串并联阵列激光器的快速调谐控制***，其特征在于：所述激光器阵列模块中每个单波长激光器中均引入π相移结构，所述π相移结构用于提高单波长激光器的单模特性。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113014354A (zh) * 2021-03-24 2021-06-22 北京邮电大学 全光波长转换方法、设备、电子设备及存储介质
CN114374145A (zh) * 2022-01-12 2022-04-19 南京大学 一种rec半导体激光器阵列波长控制***
CN114488892A (zh) * 2022-01-18 2022-05-13 北京工业大学 激光照射控制***、激光照射控制方法、设备及介质
CN114553318A (zh) * 2022-01-24 2022-05-27 南京大学 一种针对多波长阵列激光器超快波长切换的控制***
WO2022142068A1 (zh) * 2021-01-04 2022-07-07 武汉光迅科技股份有限公司 一种o波段可调光模块
CN114777822A (zh) * 2022-04-18 2022-07-22 南京大学 基于多波长可调谐激光器的光纤光栅阵列同步传感***
CN116954034A (zh) * 2023-07-10 2023-10-27 江苏影速集成电路装备股份有限公司 用于激光直写曝光机的光源控制方法及***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204085846U (zh) * 2014-09-01 2015-01-07 江苏宇特光电科技股份有限公司 一种窄线宽波长可调谐光时域反射计
US9001852B1 (en) * 2013-09-10 2015-04-07 Google Inc. Wavelength tunable laser
CN104779520A (zh) * 2015-03-25 2015-07-15 南京大学 基于重构—等效啁啾的快速可调谐半导体激光器及制备方法
CN106532430A (zh) * 2016-11-24 2017-03-22 浙江大学 一种频率和波长双重可调谐的调频连续波光载信号生成***
CN110148878A (zh) * 2019-06-20 2019-08-20 山东大学 一种可调谐激光器的控制电路及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9001852B1 (en) * 2013-09-10 2015-04-07 Google Inc. Wavelength tunable laser
CN204085846U (zh) * 2014-09-01 2015-01-07 江苏宇特光电科技股份有限公司 一种窄线宽波长可调谐光时域反射计
CN104779520A (zh) * 2015-03-25 2015-07-15 南京大学 基于重构—等效啁啾的快速可调谐半导体激光器及制备方法
CN106532430A (zh) * 2016-11-24 2017-03-22 浙江大学 一种频率和波长双重可调谐的调频连续波光载信号生成***
CN110148878A (zh) * 2019-06-20 2019-08-20 山东大学 一种可调谐激光器的控制电路及控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KANGLONG LIN, ET AL.: ""A rapidly wavelength-switching DFB diode laser array integrated with a SOA"", 《PROC. SPIE 11192,REAL-TIME PHOTONIC MEASUREMENTS, DATA MANAGEMENT, AND PROCESSING IV》 *
陈向飞 等.: ""基于REC 技术的可调谐半导体激光器"", 《中兴通讯技术》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022142068A1 (zh) * 2021-01-04 2022-07-07 武汉光迅科技股份有限公司 一种o波段可调光模块
CN113014354A (zh) * 2021-03-24 2021-06-22 北京邮电大学 全光波长转换方法、设备、电子设备及存储介质
CN113014354B (zh) * 2021-03-24 2022-07-01 北京邮电大学 全光波长转换方法、设备、电子设备及存储介质
CN114374145A (zh) * 2022-01-12 2022-04-19 南京大学 一种rec半导体激光器阵列波长控制***
CN114374145B (zh) * 2022-01-12 2023-09-29 南京大学 一种rec半导体激光器阵列波长控制***
CN114488892A (zh) * 2022-01-18 2022-05-13 北京工业大学 激光照射控制***、激光照射控制方法、设备及介质
CN114488892B (zh) * 2022-01-18 2023-03-28 北京工业大学 激光照射控制***、激光照射控制方法、设备及介质
CN114553318A (zh) * 2022-01-24 2022-05-27 南京大学 一种针对多波长阵列激光器超快波长切换的控制***
CN114777822A (zh) * 2022-04-18 2022-07-22 南京大学 基于多波长可调谐激光器的光纤光栅阵列同步传感***
CN114777822B (zh) * 2022-04-18 2024-03-19 南京大学 基于多波长可调谐激光器的光纤光栅阵列同步传感***
CN116954034A (zh) * 2023-07-10 2023-10-27 江苏影速集成电路装备股份有限公司 用于激光直写曝光机的光源控制方法及***
CN116954034B (zh) * 2023-07-10 2024-05-14 江苏影速集成电路装备股份有限公司 用于激光直写曝光机的光源控制方法及***

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