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续航 张
(高能所)
Description
皮秒脉冲信号在光学通信、超快激光、半导体芯片测试等领域得到重要应用。在核电子学及核探测领域，作为具有超低时间抖动的参考信号，皮秒脉冲能够提供具有极高精度的时间戳，在多模块电子学系统的时间同步以及超快探测器的标定等方面发挥重要作用。目前的主流的皮秒脉冲信号产生方法由于电路结构复杂需控制较多的寄生参数，所以难以实现高集成度。本研究提出了一种基于级联射频电路的皮秒脉冲信号获取方法，包含初始脉冲信号的产生、皮秒信号沿的获取和信号放大。基于FPGA产生可任意调节频率和占空比的初始脉冲信号，之后通过基于SiGe工艺制造的高速比较器实现信号沿的转换，获得约30 ps的信号沿，随后通过工作在饱和状态的级联射频放大器实现信号放大，并通过可控的栅极电压实现对动态范围的调整，最终实现皮秒脉冲信号的获取。经实验验证，基于该方法获取的皮秒脉冲信号能够在占空比任意可调的条件下实现0~1 GHz的重复频率、上升/下降时间小于30 ps，幅度范围0.5~3.3 V，且极性可调。该方法简化了获取皮秒脉冲信号的复杂度，且相比现有装置体积更小，具有更好的集成度，能够进一步拓展皮秒脉冲信号在更多高带宽、高时间精度场景中发挥价值。
