第52卷第2期2023年2月Vol.52No.2February2023光子学报ACTAPHOTONICASINICA0214003‑1用于调频连续波激光雷达的高重频调制DFB激光器的非线性频率校正技术苟家峻1，2，沈永行1，2（1现代光学仪器国家重点实验室，杭州310027）（2浙江大学光电科学与工程学院，杭州310027）摘要：为获得调谐速率高至100kHz、调制带宽5G以上、频率线性度较好的光源，从可调谐分布式反馈激光器的调谐原理出发，建立了以温度为主导的调谐模型，在该模型基础上采用基于拍频一致化的迭代仿真算法，显著降低了光源的非线性度。最后搭建了实验平台，采用该算法进行了两次迭代运算。实验结果显示，相比于未校正的波形，经过两次迭代后，下扫频与上扫频的非线性度分别从0.0500、0.0200降低到了0.0042与0.0026，分辨率改善明显。仿真与实验结果证明该方法能有效校正高频调制时DFB激光器调频连续波输出的频率非线性。关键词：激光雷达；调频连续波；非线性校正；预处理；迭代算法中图分类号：TN958.98文献标识码：Adoi：10.3788/gzxb20235202.02140030引言激光雷达技术自诞生以来广泛服务于工业、医疗等领域［1-3］。近年来，随着可调谐激光器技术发展与成本降低，调频连续波（FrequencyModulatedContinuousWave，FMCW）激光雷达在一些领域的优势逐步明显。在工件测量领域，得益于大的调制带宽，测量的精度很容易实现微米量级的探测［3］。在智能驾驶领域［4］，FMCW法相比于时间飞行法系统而言有以下几点优势，首先，由于采用了本振光进行放大，不需要采用昂贵的单光子探测模块，也不需要产生高峰值功率的脉冲；其次，采用三角波信号驱动半导体可调谐激光器，可以同时解耦出目标的距离与速度。为了获得更高测量精度的图像，一方面需要压缩光源线宽，提高相干长度。另一方面需要校正调制过程中的非线性，提高测量精度。然而，随着图像刷新速率的不断提升，调制速率不得不加快，光源非线性程度加重，成像效果严重恶化。目前，用于FMCW激光雷达的扫频激光源主要有外腔扫描用单频半导体激光器［5，6］、单频激光器外接频率线性调制的单边带调制电光调制器［7］以及直接电流调制的分布反馈式（DistributedFeedbackLaser，DFB）半导体激光器等几种技术手段。外腔扫描用半导体激光器结构相对复杂，外腔的压电陶瓷控制响应速度存疑，难以实现高重频线性频率调制输出且成本较高。单频激光器加频率可调单边带外调制电光调制器容易实现较好的线性频率调制，但技术路线复杂，频率可调射频源的...
