作者：陈yl 时间：2026-05-26
AeroDIODE的Shaper系列高速激光二极管/SOA驱动器可产生分辨率为500ps、动态范围为48dB的可编程脉冲形状。时域脉冲调制Shaper具有增益开关峰值抑制和三个同步脉冲延迟发生器等先进功能，确保了复杂光子系统集成的最大灵活性。这款集成TEC控制器的高速驱动器通过板载AWG提供精确的纳秒脉冲。它与蝶形和TO封装兼容，为要求苛刻的应用提供了EOM或AOM等外部调制技术的通用且经济高效的替代方案。
AeroDIODE根据需求提供四种不同的时域脉冲调制Shaper相关产品（详见下文）。本SOA驱动使用手册介绍了所有Shaper系列产品的部分基本使用方法，详细激光二极管/SOA驱动使用手册请联系我们。请注意某些内容仅适用于特定产品，具体产品类型会写在出厂测试报告中。
7. 补充输入输出数据：
8. 激光二极管/SOA驱动器shaper系列主板特性和性能
8.1.1特性
时域脉冲调制Shaper是一款激光二极管/SOA驱动器，用于生成任意脉冲形状，脉冲持续时间为ns/μs。它是一款多功能单元，集成了任意波形发生器（AWG）、TEC控制器和多个脉冲延迟发生器（PDG）以实现信号同步。该单元是精确或时间分辨率非常高的脉冲形状调整的得力工具。
Shaper简示图
根据客户产品，可提供定制化的特性和选项。
-用户将脉冲形状设置为从500皮秒到8微秒，重复频率为0‑20兆赫
-集成TEC控制器，带温度保护功能
-内置脉冲AWG，支持内部或远程触发
-电气同步输出：0‑109纳秒持续时间，3.3V(50Ω)，1纳秒分辨率
-集成脉冲延迟发生器
-USB接口，支持直观的GUI软件或UART
-兼容性&库：WINXP/7/10–DLL文件–UART协议
-电源：24V/4A（含110V/220V适配器）
8.1.2用于精密脉冲整形的光电二极管驱动器：Shaper和Shaper-I
主板可在三种不同模式下运行。根据客户选择的订购版本，所选模式在生产主板时设定，之后无法更改。该产品提供三种模式：
-“直接调制”模式允许将脉冲形状直接应用于光电二极管，并新增功能可让用户消除“增益切换”弛豫峰值等杂散效应以获得最佳效果。此模式使用MPDM（“按需调制脉冲模块”）驱动器（见图2）。
-“外部调制”模式使用方波驱动光电二极管，并生成与声光或电光调制器等外部设备兼容的整形信号。此模式使用PDM（“按需脉冲模块”）驱动器（见图2）。配备外部放大器。
-“完全外部调制”模式允许由外部电路板生成的方波激光脉冲触发生成指向电光调制器或声光调制器等外部光学调制器的模拟形状信号。
主要特性：0至1.6A输出电流，16位/48dB/30μA分辨率
8.1.2.1.直接调制
在此模式下，脉冲形状由板卡生成（Shape Out输出），并通过SMA至SMA电缆重定向至“MPDM驱动器”模块（Mod In输入）。可以生成任意形状的激光脉冲。提供一种针对激光二极管“增益切换峰值”抑制的特殊模式。
施加到二极管上的电流具有与编程形状相同的时序曲线。
8.1.2.2.外部调制
在此模式下，由电路板生成方波脉冲。经过可编程延迟后，电路板（Shape Out输出）生成模拟形状信号，并导向外部光学调制器，例如电光调制器或声光调制器。
8.1.2.3.全外部调制
外部调制概览
在此模式下，平方激光脉冲由外部板产生。经过可编程延迟后，Shaper板（Shape Out输出）生成模拟形状信号，并送往外部光学调制器，例如电光调制器或声光调制器。
8.2.1 Shaper和SOA-Shape
Shaper和SOA‑Shape接口
8.2.2 Shaper外部调制
对于此应用，Shaper的接口与上图相同。我们使用放大器对输出电信号进行放大。
注意连接放大器的顺序：
1. 连接输出负载(50 Ω)
2. 施加直流电压(24V–2A)
3. 施加输入信号(将ShapeOut连接到放大器的SMAIN端)
断开连接的序列：移除3、2、1。
8.2.3 Shaper-I SOM-Shape和Shaper-4I
8.2.3.1 Shaper-I
-同步输入信号可用Sync Ext 0。信号阻抗为50 Ω，输入电平根据您的需求而定。
-同步输出信号可用Trig Out 1、2、3。信号阻抗为50 Ω ，输出电平为3.3V。
-以太网端口可以存在但非必须可用。这是与产品进行通信的特殊模式。如需更多信息，请联系我们。
(可选)：M12连接器（编号12）的说明（参考：T4130012081‑000）
8.3. Shaper和SOA-Shape：硬件
8.3.1. Molex接口
本部分解释了每个实用Molex连接器的引脚。
Shaper 主板接口
8.3.1.1. Out
18V/1.5A (⑤)
8.3.1.2.Form
select//Scan duration(⑩)
Form select接口必须按照下表所述设置为External shape (9.6.3.1)，信号阻抗为50 Ω。
Scan duration扫描时长用于调整触发或模拟模式下的形状间时间（9.6.4.3和0）。其电平为5V高阻。
8.3.1.3.
Centrale/Sync Ext KK (⑪)
专用于AeroDIODE中央板的特殊激光全局集成。如需更多信息，请联系我们。
8.3.1.4. Daisy In
(⑫) and Daisy Out (⑬)
8.3.2 同步信号
8.3.2.1.同步输入
提供两个同步输入：Sync Ext 0或KK。
Sync Ext 0 (Board version < 3.0)。PDG模块通过在电子板上移动跳线，提供一些硬件设置来调整输入触发电压水平。
Shaper硬件设置
这些跳线必须根据SMA上的输入电压级别进行配置
注意：24V配置是在AeroDIODE生产过程中完成的，无法更改此配置。当产品配置为3.3V或5V时，施加24V会导致驱动器立即损坏。
Sync Ext 0 (Board version ≥ 3.0)。PDG模块提供了一些硬件设置，通过在电子板上移动跳线来调整输入触发电压水平。
Shaper硬件设置
这些跳线必须根据SMA上的输入电压水平进行配置。
Sync Ext KK。Molex连接器上的输入电压电平为3.3 V，用于50 Ω 阻抗。
8.3.2.2. 同步输出
提供四个同步输出信号：Trig Out 1、2、3或KK。这些信号的阻抗为50 Ω ，输出电平为3.3 V。
Trig Out 3选择（板卡版本≥ 3.0）。Trig Out 3的输出信号可以在用户可选的Trig
out 3或板卡的时钟输出参考（20MHz）之间切换。
8.3.3 外部参考时钟
可输入外部 10MHz 参考时钟，用于将产品时钟与外部参考时钟同步。这非常适合消除光学抖动。
Clock Ext SMA输入电压可以是10MHz频率、方波、正弦波等周期性信号，最大可达3.5V RMS，阻抗为50Ω。
8.4. Shaper 和 SOA-Shape：激光二极管兼容性
8.4.1 Shaper引脚配置（Type-Ⅰ型）
对于标准激光二极管（如下所示），输出光纤沿箭头方向。当考虑SOA（参见第0部分）时，这会变得更复杂。
8.4.2 适用于Type-Ⅰ型激光二极管的标准版本
标准版兼容Type‑1激光二极管，例如：
请注意，该驱动器不兼容阳极接地型Type‑1激光二极管。尤其是像这种：
重要提示：如果安装了「正极连接」或「接地极连接」的封装，或「热敏电阻正极连接」的封装，存在重大损坏风险。
8.4.3适用于Type-2激光二极管的专业版本
已开发出适用于Type‑2激光二极管的专业版本。它专门兼容Type‑2偏置‑T/阳极接地型激光二极管，例如这款（事实上市场上大多数Type‑2激光二极管都是这种类型）。
电路板用于激光的引脚是：阳极引脚为11/13号，阴极接地引脚为12号。3号引脚未连接。仅将3号引脚连接到阴极的Type‑2激光二极管不直接兼容（除非在3号引脚和12号引脚之间连接外部导线）。此外，特殊接地阳极激光二极管（其中引脚11/13连接到8/9）也可能引发严重冲突并造成潜在的破坏性损害。如需使用本段落中未说明兼容性的激光二极管，请与我们联系，因为可能会提出一些解决方案。
8.4.4. SOA安装
注意：如果使用 SOA，请确保其安装方向正确。参考 SOA 的引脚图（下方右侧），并与标准Type-1激光二极管（下方左侧）进行比较，以验证SOA正极和负极是否连接到正确的焊盘：
在上述示例中，可以看到左侧激光二极管的光纤输出（光纤方向请参见第8.4.2节）对应于SOA的输入。有些SOA的光纤输出指向右侧，而有些SOA的光纤输出指向左侧（如上图右上角的那个）。
9. 软件部分
9.1.软件安装（Windows）
AeroDIODE控制软件是一款独特的软件，专为兼容所有AeroDIODE电子模块和电路板而设计。要安装它，请将提供的USB驱动器插入需要安装软件的PC，并运行“Control Software AeroDIODE Setup”可执行文件。然后按照同一USB驱动器上的“软件安装和通信故障排除指南”PDF 中的步骤进行操作。连接、通电并启动Shaper后，产品需要几秒钟（< 5 秒）进行初始化，在此启动时间内无法与计算机通信。
9.3. USB
要与模块通信，请使用随附的USB/插头线缆。首先将插头插入模块的“USB IN”通信连接器，并将USB连接器连接到计算机上的USB端口。
9.4. 面板用户界面
主窗口
9.4.2 首先配置最大等级部分
在使用电路板前必须设置这些参数。最大峰值电流或电压必须由客户调整，并限制其他电流参数以保护客户的激光二极管。
当电路板配置为直接调制时，此设置称为“最大峰值电流”，并设置形状处于最大值时流经二极管的峰值电流。-它可以设置为0到2A，具体取决于所使用的二极管
当电路板配置为外部或全外部调制时，此设置称为“峰值电压幅度”，并设置电路板在波形达到最大幅度时输出的最大峰值电压。Shape_Out信号可以设置为0到1V。但在外部配置下，存在外部放大器以增加输出电压至5V。
最大平均电流或电压参数是另一个激光二极管保护功能：如果激光二极管平均电流高于最大值，请在软件中调整，否则电路板将限制电流以保护激光二极管。
最后一个设置仅适用于硬件版本大于或等于 2.1.0 的电路板。您可以在“常规信息”窗口或产品测试报告中查看电路板的硬件版本。
9.4.3 调制部分
本节取决于有序成型板的工作模式（参见§8.1.2）：
9.4.4序列部分（参见第9.6.3.1节）
两部分用于定义每个序列的参数。
若要生成单个形状，请设置以下参数：序列A长度=1；序列A触发源=内部或外部；序列A=选择所需的形状；序列B长度=0。
9.4.5 形状部分（参见第9.6.2.1节）
9.4.6 增益开关峰值抑制部分
仅在直接调制模式下可用。在脉冲激光二极管工作时，脉冲开始时可能会观察到不希望的超短脉冲。为了减少这种增益开关峰值，可以激活“增益开关抑制”功能。有两个参数，称为“增益开关系数D”和“增益开关系数A”，用于优化结果，以在不干扰主脉冲的情况下减少增益开关。建议使用快速光电二极管和示波器，逐步地优化此参数。典型值为：
- GS Coeff D : 0.030
- GS Coeff A : 10
如果增益开关峰值始终过强，则“GS Coeff D”和“GS Coeff A”可以分别以0.010和5为步长平滑增加。另一方面，如果所需脉冲失真过多，则可以同时降低“GS Coeff A”和“GS Coeff D”。
9.4.7 测量部分
9.4.8 告警部分
所有告警均可配置，可以启用或禁用，更多详情请参见第9.4.9节。
9.4.9 警报配置窗口
此窗口允许配置不同警报的行为。每个警报可以配置为：
-互锁：如果警报发生，主板将触发一个互锁信号并停止发射激光
-要再次发射激光，主板必须关机再开机。
-警报将在主窗口的警报部分可见。
-Visible：如果警报发生，相关指示器将在主窗口的警报部分切换为红色。
-非活动状态：如果触发警报，将不会发生任何事。
每个警报模式都可以通过点击“警报”部分中其左侧的圆形按钮进行配置。参数将在“确定”按钮验证选择后生效。
对于Shaper‑I和SOM‑Shape，此指示器必须置于互锁模式，它连接到互锁输出信号。
9.4.10 shape窗口
此窗口用于简化常见形状的生成或加载形状，并调整所有形状参数。在此窗口中使用的参数永远不会存储在产品中，它们仅保存在AeroDIODE Control Software运行的计算机上。
9.4.10.1. 形状工具部分
在本节中，参数可以通过像往常一样在框中输入值来设置，但也可以使用它们旁边的滑块来设置。两者修改的是相同的值，因此更改其中一个将影响另一个。
9.4.10.2. 自定义形状部分
可以加载现有的形状（csv文件），请参考第9.6.2.3节获取文件模板。
9.4.10.3.采样部分
9.4.10.4. 互形部分（参见第9.6.4节）
9.4.10.5. 同步部分
在此部分中，可以调整触发输出信号（1、2、3、KK）的每个延迟和脉冲宽度，以及PDM（用于外部模式和全外部模式）的延迟形状。触发输出信号仅在激光激活处于开启位置时才会生成。
9.4.11 校准窗口
目前仅这些参数可用。
9.4.11.1. MPDM MOS偏置电压调整
此处设置电子元件的手动校准值。它可以设置为0到5V。此MOS偏置电压的经典值约为2.7V。对客户激光二极管进行最佳调整非常重要：
-如果值太低，将没有激光发射
-如果值太高，可能会损坏激光二极管
对于随激光二极管交付的产品，调整在AeroDIODE中完成。当激光二极管交付后安装时，请按照以下步骤操作：
-使用功率计观察输出激光二极管的功率
-序列A和B触发源选择“无”
-激光需要在0 mA电平下设置为“开启”
-以0.01V的步长调整MPDM MOS偏置电压，并观察功率值
-最佳的MPDM MOS偏置电压是最后一个没有激光发射的值
警告：切勿将MOS偏置电压设置在3V以上。
9.4.11.2. PD_MOY校准
此设置是蝶形激光二极管集成光电二极管辐射平均功率读数的校准参数，可在GUI的测量部分访问。
9.4.14 以太网配置窗口
该窗口专用于以太网配置。IP 模式可以在静态和动态之间切换。如果是静态配置，所有参数（IP、端口、掩码）都需要在“以太网参数”部分中输入。“以太网当前配置”仅包含只读值，指示板的状态。保存功能（参见“配置”菜单中的说明）必须被调用，并且在更改静态IP地址及关联参数后，需要关闭再开启主板电源。
9.4.15 时钟配置部分
产品的时钟默认为内部时钟。可以使用10 MHz的外部参考时钟（参见第8.3.3节）。
9.5. 入门指南
使用 SOM‑Shape 时请小心，请按以下操作顺序执行：
9.5.1 要开始发射：
1. 打开光学二极管输入（外部播种激光二极管）
2. 打开SOM‑Shape模块（GUI上的ON按钮）
9.5.2 要停止发射：
1. 关闭SOM‑Shape模块（GUI上的OFF按钮）
2. 关闭光学二极管输入（外部种子激光二极管）
通过改变处理顺序，可能会损坏SOM‑Shape。
9.6. 形状生成
该模块专门用于生成任意波形，并将其应用于特殊设备（如AOM或EOM）或直接应用于蝴蝶激光二极管。该设备的基本用途是生成独特的形状。此外，还有其他模式可用于特殊配置，允许用户将2个或多个形状按给定序列组合。软件GUI和形状生成工具在9.4部分中有描述。
9.6.2 形状生成
9.6.2.1. 形状
最多可定义四个形状。定义形状有两种方式：使用软件工具或加载 CSV 文件。最大振幅通常为 2A 或 1V，具体取决于塑形板模式和使用的二极管。采样周期最小为 500ps。
9.6.2.2. 形状软件工具
简单工具可用于定义形状。可生成三角波、方波、正弦波、指数波和高斯波。形状由三部分定义：前置部分、主要部分和后置部分。
9.6.2.3. CSV文件
一个形状可以通过 CSV 文件加载。该文件的第一值是形状的点数，第二值是 0。然后依次写入形状的每个点。两点之间的延迟在软件中定义（采样周期见第 9.4.10.3 节），点的值介于 0 到 65535 之间，对应软件中的 0 到最大峰值电流或电压（见第 0 节）。如果所需的形状不是常见形式，这种可能性非常有趣。
9.6.3 形状序列
可以生成两个序列，每个序列最多包含8个形状。下图详细展示了一个完整的配置。
9.6.3.1. 序列
一个序列由多个参数定义：
-其长度（最多8个形状）
-形状顺序/选择（有4种不同形状可选）
-形状的CW电压（仅在外部模式下适用）
-其同步方式（内部或3种外部同步）
-序列频率
-延迟 A/B（如果使用两个序列）：大小优先形状（序列 A）+ 44 ns 最小 在本例中，描述了两个序列。
序列同步和频率取决于触发源：
9.6.4 Intershape配置
9.6.4.1. 全局介绍
主板包含一种特殊模式，称为 Intershape。该模式允许在可配置的持续时间“暂停”形状播放。以下是一个示例：
双形可以通过2个参数进行配置：
-互形偏移：形状第一部分的持续时间 (ti1)
-互形时间：形状两部分之间的暂停持续时间 (ti2)
9.6.4.2. 互形配置
互形偏移值只能通过软件定义。
“Intershape 时间” 可以以3种不同方式配置：
-模拟模式：形状间的值由外部模拟信号设置。
-触发模式：通过数字外部信号增加形状间值
-软模式：形状间的值通过软件设定点设置。
9.6.4.3. 互形模拟模式配置‑（尚未启用）
在此模式下，形状间时间可以通过Molex KK connector
n°⑩使用模拟信号进行设置。最大形状间时间必须在软件中预先设置。行为如下：
-0 V 在模拟信号中对应软件中设置的峰值形状间隔时间的 0%。
-5 V 在模拟信号中对应软件中设置的峰值形状间隔时间的 100%。
模拟信号应连接到Select Form/ Scan Duration
Connector器的引脚3上。
9.6.4.4.互形触发模式配置‑（尚未启用）
在该模式下，在扫描时长信号的每个上升沿，将之前编程的时间值递增。该增量步骤称为触发步，可在软件中设置。增加后，如果互形时间高于最大互形时间，互形时间将被重置。
9.6.4.5. 互形软模式配置
当互形模式设置为软模式时，可以通过软件手动设置（参见第0部分）。
9.6.4.6. 重叠模式‑（尚未启用）
该设置将决定如果连续两次脉冲不遵守最短时间，且闹钟设置为“无效”时该如何处理：
-忽略第二个脉冲
-应用第二个脉冲
如果正在生成脉冲，又收到另一个同步信号，那么这个同步信号将被忽略。
9.6.5 输出信号
有四个输出信号可用：SMA 触发输出 1/2/3（或用于 Shaper 和 SOA‑Shape 的 Molex 连接器输出 KK）。对于每个信号，都可以调整延迟和脉冲宽度。
9.6.6 直接调制选项：增益开关抑制模式
关于增益开关抑制模式的更多信息，请参见9.4.6。
9.7. 使用Shaper模块作为任意直接脉冲整形驱动器
整形模块允许将脉冲形状直接应用于二极管。
9.8. 使用Shaper模块作为任意外部脉冲整形
Shaper模块允许将外部脉冲形状应用于二极管。此配置用于EOM控制。
10. 配置示例
产品配置完成后，可以移除USB线缆。
10.1. 生成常见的三角形形状
通过输入以下参数配置窗口：
-序列A长度 ‑> 1
-序列B长度 ‑> 0
-触发源‑> 内部
-频率（所有形状总和的重复率）
注意：别忘了设置最大峰值和平均电流（取决于你的激光二极管，请查阅其数据手册！）对温度也做同样的设置。
点击“Shape 1 Category”出现以下窗口：
设置所需形状（在此示例中为三角形），然后设置最大电流、脉冲宽度、上升和下降时间。形状前后无需设置任何内容。
警告：请确认光纤末端位于测量仪器中，以避免任何风险。
在主窗口的激光激活类别中，点击开启。将光纤末端连接到示波器后，您可以检查是否获得正确信号。如果没有，请首先检查是否已触发任何警报。如果不是这样，你可以移除SMA电缆，并将探头插入电气信号输入端，看看是否有与形状对应的信号。这将告诉你你的二极管是否损坏。
10.2. 生成非通用形状
使用csv文件可以创建非常见形状。以下示例是一个由方波信号脉冲组成的形状。方波的当前电平会一直增加到2A。
10.3. 使用门控信号触发形状脉冲
形状选择连接器（参见§8.3.1.2）可用于门控脉冲。由于该连接器用于在4种不同形状之间切换，因此例如，两种形状（如形状1和形状3）中的一个可以与无电流（空形状）在其中的一个中激活。
形状选择连接器必须按照下表进行设置。信号的阻抗是50 Ω。
应使用长度为2的序列，并将Shape选择的模式设置为External
Form Select连接器选择的形状中，一个应没有电流，另一个则是所需的形状。然后当连接器选择没有电流的形状（空形状）时，不会发出脉冲。
