激光与红外

作者：韩翰

单位：固体激光技术重点实验室,北京 100015；

关键词：超窄脉冲激光驱动器;现场可编程门阵列(FPGA);多通道上升下降沿计数器

应用于不同领域的超窄脉冲激光驱动器要求输入脉冲宽度极窄,并且大范围内可调。传统的模拟器件可调性差难以满足要求,数字器件例如专用集成电路(ASIC)尽管脉冲宽度可以实现超窄输出,但是大范围内可调不易满足,并且存在可扩展性差,价格昂贵等特点,同样不利于推广。现场可编程门阵列(FPGA)程控性好,因此在脉冲激光驱动器中的数字脉冲源得到了很好的应用,但是传统的计数方法只能实现脉宽为时钟周期倍数的脉冲输出,因此只能应用于对窄脉宽要求不高的情形。为解决上述问题,本文基于FPGA设计了一种应用于超窄脉冲激光驱动器,在50 MHz时钟频率下利用锁相环倍频成多个通道的基准时钟,并分别利用上升下降沿计数器进行计数,再经不同逻辑运算输出的数字脉冲产生方法。最终的数字电路可以产生脉宽2～50ns,步长1ns可调,重复频率1 Hz～1 MHz的数字脉冲信号。最后分析了在高精度锁相环等硬件条件满足的情况下,该方法可以实现亚纳秒脉宽和步长的数字脉冲信号输出,因此具备了很好的可拓展性和前景。

来源：2022年第11期

《激光与红外》期刊编辑部

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