基于平坦性的激光二极管预补偿

本文考虑了激光二极管的物理非线性动力学模型。我们提出了一种基于微分平坦性的前馈控制方案，用于设计输入电流调制以补偿二极管失真。其目标是在不产生失真的情况下，将射频电流调制转换为光调制，使其离开激光二极管并进入光纤。我们证明，基于动态电子和光子平衡的标准物理动力学模型是平坦系统，其中电流被视为控制输入，平坦输出为光子数（与光功率成正比）。我们证明输入电流是平坦输出、其对数及其直至二阶的时间导数的仿射映射。当平坦输出为振幅和相位缓慢变化的近似谐波信号时，这些导数具有精确的解析近似。因此，可以设计简单的模拟电子电路来编码基于平坦性方法所需的非线性计算的近似值。使用商用二极管参数的仿真说明了该预补偿方案的实用价值及其对建模和模拟实现误差的鲁棒性。