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一种激光二极管精细驱动电路
时间:2017-11-03 10:01:45 责任编辑:宁夏东升启航人力资源管理有限公司 浏览:94次
 

半导体激光器自上世纪60年代面世以来,新2备用网址历经半个世纪的展开,因为其一系列杰出的长处,如体积小、价格低、变换功率高、易调制、可靠性高、辐射波长规模宽等,在通讯、传感、激光加工、医疗等很多范畴得到了广泛的使用,成为现在世界上使用量最大的激光器品种。比较于其他类型的激光器而言,半导体激光器具有其本身的一些特色,如腔长较短、品质因子较低、固体增益介质受载流子浓度改变的影响很大;特别是阈值电流邻近,注入载流子浓度的瞬态改变会形成自发发射光场相位的动摇;以及因为半导体激光器内不彻底的粒子数回转所发生的自发发射光子会添加场强的动摇,等等;这些特色使得半导体激光器的激光线宽相对较宽,频率受电流和温度等环境要素影响明显,这些特色制约了其在某些精细测验范畴中的使用,如精细干与丈量与计量、高分辨率光谱等等。这也使得针对半导体激光器线宽压窄和稳频技能的研讨成为热门。

频率安稳的窄线宽半导体激光器在原子和分子光谱学、激光冷却、光通讯、光传感器、激光干与、激光拉曼光谱、气体剖析和检测等很多范畴有着广泛的使用远景。展开半导体激光器稳频和线宽压窄首要需求处理其精细驱动问题,为此,本电路在坚持其较小体积的前提下,经过选用专用恒流和恒温操控芯片结合数字操控技能,对半导体激光器的注入电流和作业温度进行实时监测和精细操控,使半导体激光器频率安稳性得到很大的改进,有望在往后半导体激光器线宽压窄和稳频技能中得到使用。

1 精细驱动电路规划

从作业方式和特性研讨可知,激光二极管是一种高功率密度且具有极高量子功率的器材,电流细小的改变将导致激射波长的明显改变和其他器材参数(如输出光功率、噪声功用、形式安稳度等)的改变,一起,激光二极管的PN结受温度影响较大,温度的细小改变将不只影响到半导体激光器的出射波长、输出功率及阈值电流等特性,还会增大激光输出噪声,乃至影响激光器的正常作业。一起,因为存在较大损耗,激光二极管的一部分电功率会转化为热量,若不采纳恒温散热办法,激光器的寿数会大大缩短。依据上述考虑,本文所规划的精细驱动电路首要包含恒流(恒功率)和恒温两大模块,其结构如图1所示。

一种激光二极管精细驱动电路

规划中,为了使激光二极管作业功用(如作业波长和输出光功率)安稳,要求驱动电路别离能对温度和电流进行准确的监测和操控;并且,为了确保整个驱动电路的安全运转,要求电流操控模块具有过流维护、避免浪涌冲击、延时软启动等功用。此外,为能完成对激光二极管的作业温度和作业电流进行设定和实时监控,电路还规划有以单片机为中心的中心处理模块,由该模块(需带有AD和DA变换功用)实时操控和监测激光二极管各项参数功用,如作业温度、注入电流、光功率等。对激光二极管一类的小型元件进行温度操控,最常用热电制冷器(Ther mal Electric Cooler,简称TEC)。TEC的制造依据帕尔贴效应,即电流流过两种不同导体的界面时,会向外界开释热量或从外界吸收热量的现象。

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