激光重熔的问题

激光重熔的问题
激光重熔的问题

铝合金表面处理存在的主要问题及解决方法

虽然激光表面处理技术已获得了较为广泛的应用,但在工艺方面的一些问题仍有待于解决。一是复合层易产生裂纹问题,二是复合层中形成气孔问题,三是铝合金表面氧化膜的负作用,四是加工能量密度叠加问题。

复合层中的裂纹现象,主要是在熔池凝固末期,已凝固合金化层金属塑性不足并在残余拉应力作用下造成的低塑性脆化裂纹。铝的电负性较强,可与很多元素结合形成金属间化合物,不同的金属间化合物,其塑韧性不同,在界面处易形成裂纹。熔覆层与基体界面交界处存在宏观裂纹,在熔覆层顶层存在微观裂纹,且界面处和熔覆层顶部产生了最严重的应力集中。而熔覆陶瓷与金属基体热膨胀系数差别很大而导致涂层与金属基体结合力弱,致使涂层易开裂而脱落。保护气中的水分、合金粉末中残留的水分、氧化膜Al2O3中吸附的水分、氧化物的结晶水和溶液中的碳与氧反应或金属氧化物被碳还原所形成的反应气体是产生气孔的主要原因。

熔覆层厚度和扫描速度对气孔的形成影响最大,较小的预置熔覆层厚度和较高的扫描速度,能有效减少熔覆层中气孔的数量,获得较好质量的熔覆层组织。王福德在研究中发现,控制气体来源是最行之有效的减少气孔的措施。采用不含水分的粘结剂,严格控制惰性保护气体流量和送气角度,在合金化区熔池处形成良好的层流保护而不是紊流保护至关重要。另外,选择合理的工艺规范,减缓熔池冷却结晶速度以利于气体逸出,也是减少气泡的重要措施。铝合金在空气中极易被氧化,在其表面生成一层致密的氧化膜Al2O3,氧化膜的熔点高,在激光形成的熔池中很难熔化,密度大,导热性差,而在激光形成的熔池中难以上浮,而易在界面上形成夹杂或者气孔,影响激光熔覆层的质量,并会导致裂纹产生。为了提高激光熔覆层的质量,就要尽量清除掉铝合金表面的氧化膜。去除铝合金表面氧化膜的方法有机械法、自造渣元素法、化学清除法及综合法。

铝合金传热太快,基体温度升高,导致铝合金试样在处理的开始阶段和最后阶段所需的激光能量差别很大,本文作者实验发现,加工试样的涂层与基体的结合面并不是成平稳的水平面,而是越靠近后加工部分越下降。这是加工中的多道扫描产生能量密度叠加造成的,无论是搭接扫描还是对接扫描,后一道会比前一道熔

深加剧,塌陷加剧,而在加工过程中加大水冷力度,能有效缓解塌陷程度,因此作为工艺措施,必须采用有效的冷却措施把扫描的能量密度减小,来调节其对试样的影响。可见激光加工参数系统设计和材料体系设计是今后解决问题的关键。

Maxim 激光驱动器和激光二极管的接口(1)

Maxim 激光驱动器和激光二极管的接口 Maxim 高频/光纤通信部 一概述 用激光驱动器驱动高速商用激光二极管是设计人员所面临的一项挑战本文旨在就这一主题为光学系统设计者提供参考以尽可能地简化设计过程激光管接口电路的设计难点在于 激光驱动器的输出电 路 激光二极管的电气特性和 二者之间的接口 (通常采用印刷电路板实现 ) 以下首先讨论激光二极管和激光驱动器的电气特性然后再结合二者讨论印刷电路板的接口以Maxim 的 2.5 Gbps 通信激光驱动器 MAX3867 和 MAX3869 为例来说明典型的应用 二激光二极管特性 流过激光管的电流超过它的门限值时半导体激光二极管产生并保持连续的光输出对于快速开关操作激光二极管的偏置需略高于门限以避免开关延迟激光输出的强弱取决于驱动电流的幅度电流-光转换效率或激光二极管的斜率效率门限电流和斜率效率取决于激光器结构制造工艺材料和工作温 度 图1给出了典型激光二极管的电压-电流特性和光输出与驱动电流的关系当温度升高时门限电流将以指数方式增加可近似用下式表示 I T T I th e K I T I ?+=0)( (1) 式中 I 0, K I 和 T I 是激光器常数例如对DBF 激光器 I 0 = 1.8mA, K I = 3.85mA, T I = 40°C 激光器的斜率效率(S) 是输出光功率 (mW) 与输入电流mA)的比值温度升高将导致斜率效率降低下式较好地表示了斜率效率与温度的函数关系 S T T S e K S T S ??=0)( (2) 对上述同样的DFB 激光器特征温度T S 近似等于40°C 其它两个参数 S 0 = 0.485mW/mA K S = 0.033mW/mA 激光管工作电压正向电压V 和电流I 的关系可由二极管的电压和电流特性模型来表示 T V V S e I I ??≈η, (3) 其中 I S 是二极管饱和电流 V T 是热电压η是结构常数当激光二极管被驱动至门限上下时电压和电流的关系近似为线性如图1所示 图2是激光二极管的简化模型图中直流偏置电压V BG 是激光二极管的带隙电压 R L 是二极管的动态电阻当驱动激光管至门限以上时激光管的输出光功率P 0 (图2)可由下式来表示 )(0th I I S P ??= (4) 图2. 简化的激光二极管等效电路 激光管电流

半导体激光器TEC温控实验

半导体激光器TEC温控实验 温度对半导体激光器的特性有很大的影响.为了使半导体激光器输出功率稳定,必须对其温度进行高精度的控制.TEC-10A利用PID模糊控制网络设计了温控系统,控制精度达到0.0625℃,与无PID控制网络相比,极大的提高了系统的瞬态特性,并且试验发现TEC-10A采用带有温控系统的半导体激光器的输出功率稳定性比没有温控系统的输出功率得到显著改善。 TEC-10A使用上位机软件,获得数据如下: 图1 目标温度设定为60度的加热曲线图 TEC-10A模糊自适应PID 算法比传统PID 算法具有更小的温度过冲和更高的控温精度,精度为±0.0625℃,达到稳定的时间小于70s。 TEC-10A的“模糊控制理论”是由美国加利福尼亚大学教授L.A.Zadeh 于1965 年首先提出的,至今只有40 余年的时间,它属于智能控制的范畴。那么到底什么是模糊控制?其实模糊控制是一种被精确定义的特殊的非线性控制,它利用类似人类的启发式知识对系统进行控制。模糊控制的基本原理框图如下图所示。 图2 模糊算法 首先建立模糊规则 根据上面的输入量的模糊化,确定了误差及误差变化的模糊集合,下面将建立模糊规则。模糊控制规则主要有两种形式:一种是经验归纳法,一种是采用数学的推理合成法。经验归纳法是根据操作者对控制经验的整理、加工而形成的控制规则,虽然具有主观臆断,但其中

必须经过对客观事实的合理归纳而形成。下面的表就是根据经验归纳法总结的模糊控制规则表。 下面是一些简单的一维和二维控制形式: “如果A,那么B”(IfAThen B);例如,如果激光器的温度很高,那么快速降温。“如果A,那么B,否则C”(If A Then B Else C);例如,如果激光器温度很低,那么快速加热,否则缓慢加热。 “如果A 且B,那么C”(If A And B Then C)。例,如果激光器温度很高且温度下降很慢,那么快速加热。 在实际操作中第三种形式较常见,“A”为偏差e,“B”为偏差变化量Ec。 TEC-10A的尺寸也是比较小的,如下图所示: 图3 TEC-10A具有较小尺寸 TEC-10A是一款高功率密度的TEC温度控制器,额定工作负载5A,峰值电流可达10A。此温度控制器可以连接专用调试器来进行参数的调节,参数调节完毕并保存后,撤去调试器,此温度控制器仍可以独立工作。可以通过专用RS232调试线和电脑进行通讯,以进行参数设

半导体激光器驱动电源的控制系统

半导体激光器驱动电源的控制系统 使用单片机对激光器驱动电源的程序化控制,不仅能够有效地实现上述功能,而且可提高整机的自动化程度。同时为激光器驱动电源性能的提高和扩展提供了有利条件。 1 总体结构框图 本系统原理,主要实现电流源驱动及保护、光功率反馈控制、恒温控制、错误报警及键盘显示等功能,整个系统由单片机控制。本系统中选用了C8051F单片机。C8051F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片(SOC),他在一个芯片内集成了构成一个单片机数据采集或控制系统所需要的几乎所有模拟和数字外设及其他功能部件,如本系统中用到的ADC和DAC。这些外设部件的高度集成为设计小体积、低功耗、高可靠性、高性能的单片机应用系统提供了方便,也大大降低了系统的成本。光功率及温度采样模拟信号经放大后由单片机内部A/D 转换为数字信号,进行运算处理,反馈控制信号经内部D/A转换后再分别送往激光器电流源电路和温控电路,形成光功率和温度的闭环控制。光功率设定从键盘输入,并由LED数码管显示激光功率和电流等数据。 2 半导体激光器电源控制系统设计 目前,凡是高精密的恒流源,大多数都使用了集成运算放大器。其基本原理是通过负反作用,使加到比较放大器两个输入端的电压相等,从而保持输出电流恒定。并且影响恒流源输出电流稳定性的因素可归纳为两部分:一是构成恒流源的内部因素,包括:基准电压、采样电阻、放大器增益(包括调整环节)、零点漂移和噪声电压;二是恒流源所处的外部因素,包括:输入电源电压、负载电阻和环境温度的变化。 2.1 慢启动电路 半导体激光器往往会因为接在同一电网上的多种电器的突然开启或者关闭而受到损坏,这主要是由于开关的闭合和开启的瞬间会产生一个很大的冲击电流,就是该电流致使半导体激光器损坏,介于这种情况,必须加以克服。因此,驱动电源的输入应该设计成慢启动电路,以防损坏,:左边输入端接稳压后的直流电压,右边为输出端。整个电路的结构可看作是在射级输出器上添加了两个Ⅱ型滤波网络,分别由L1,C1,C2和L2,C6,C7组成。电容C5构成的C型滤波网络及一个时间延迟网络。慢启动输入电压V在开关和闭合的瞬间产生大量的高频成分,经过图中的两个Ⅱ型网络滤出大部分的高频分量,直流以及低频分量则可以顺利地经过。到达电阻R和C组成的时间延迟网络,C2和C4并联是为了减少电解电容对高频分量的电感效应。 2.2 恒流源电路的设计 为了使半导体激光器稳定工作,对流过激光器的电流要求非常严格,供电电路必须是低噪声的稳定恒流源驱动,具体电路。 使用单片机对激光器驱动电源的程序化控制,不仅能够有效地实现上述功能,而且可提高整机的自动化程度。同时为激光器驱动电源性能的提高和扩展提供了有利条件。 1 总体结构框图 本系统原理,主要实现电流源驱动及保护、光功率反馈控制、恒温控制、错误报警及键盘显示等功能,整个系统由单片机控制。本系统中选用了C8051F单片机。C8051F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片(SOC),他在一个芯片内集成了构成一个单片机数据采集或控制系统所需要的几乎所有模拟和数字外设及其他功能部件,如本系统中用到的ADC和DAC。

半导体激光器驱动电路设计(精)

第9卷第21期 2009年11月1671 1819(2009)21 6532 04 科学技术与工程 ScienceTechnologyandEngineering 2009 Sci Tech Engng 9 No 21 Nov.2009 Vol 通信技术 半导体激光器驱动电路设计 何成林 (中国空空导弹研究院,洛阳471009) 摘要半导体激光驱动电路是激光引信的重要组成部分。根据半导体激光器特点,指出设计驱动电路时应当注意的问题,并设计了一款低功耗、小体积的驱动电路。通过仿真和试验证明该电路能够满足设计需求,对类似电路设计有很好的借鉴作用。 关键词激光引信半导体激光器窄脉冲中图法分类号 TN242; 文献标志码 A 激光引信大部分采用主动探测式引信,主要由发射系统和接收系统组成。发射系统产生一定频率和能量的激光向弹轴周围辐射红外激光能量,而接收系统接收处理探测目标漫反射返回的激光信号,而后通过信号处理系统,最终给出满足最佳引爆输出信号。由此可见,激光引信的探测识别性能很大程度上取决于激光发射系统的总体性能,即发射激光脉冲质量。而光脉冲质量取决于激光器脉冲驱动电路的质量。因此,半导体激光器驱动电路设计是激光引信探测中十分重要的关键技术。 图1 驱动电路模型 放电,从而达到驱动激光器的目的。 由于激光引信为达到一定的探测性能,通常会要求激光脉冲脉宽窄,上升沿快,一般都是十几纳秒甚至几纳秒的时间。因此在选择开关器件时要求器件开关速度快。同时,由于激光器阈值电流、工作电流大 [1] 1 脉冲半导体激光器驱动电路模型分析 激光器驱动电路一般由时序产生电路、激励脉冲产生电路、开关器件和充电元件几个部分组成,如图1。 图1中,时序产生电路生成驱动所需时序信号,一般为周期信号。脉冲产生电路以时序信号为输入条件。根据其上升或下降沿生成能够打开开关器件的正激励脉冲或负激励脉冲。开关器件大体有三种选择:双极型高频大功率晶体管、晶体闸流管电路和场效应管。当激励脉冲到来时,开关器件导通,

光纤激光器的控制系统

光纤激光器的控制系统 随着激光器在切割、焊接、表面处理等广泛应用。文中设计了应用于激光打标的功率控制系统,采用数字电位器方式使激光器的性能得到大幅提高,硬件电路设计结构简单、系统响应速度快,不需要额外器件,成本低廉、功能齐全、实用性强。 1、系统总体设计 1.1、控制系统设计 控制系统主要由单片机MC9S12XDP512、开关电源PC0-6131、数字电位器DS1867、数字温度传感器DS18B20、LCD1602显示器、键盘和报警装置等组成。 系统进行读写操作时,光纤激光器输出功率由单片机进行控制调节,提供所需要的激光功率,功率设定时,由单片机MC9S12XDP512对数字电位器DS1867输出电阻进行控制,以改变开关电源控制端的输入电压,使开关电源的输出电流改变,得到光纤激光器输出功率所需要的驱动电流,从而实现激光输出功率的变化。同时利用数字温度传感器对光纤激光器工作环境温度进行采集,利用单片机实现对温度数据的处理,当温度超出规定的40℃时,单片机会控制发光二级管进行温度报警,并利用LCD显示装置显示信息,用户可实时了解激光器的工作情况。 1.2、控制原理 激光器为电流型驱动器件,驱动电流是输出光功率的前提,通过改变激光器电源电流的大小来改变激光器的输出功率。系统控制激光器的输出功率的基本方法是:由单片机控制数字电位器DS1867的输出电阻,使开关电源控制端的电压改变,从而控制了开关电源的输出电流,改变光纤激光器功率的输出。 数字电位器DS1867的输出电阻由式(1)计算 R=D×RWL+RW (1) 其中,RW为滑臂电阻,即为内部电位器电子开关电阻,通常RW≤100 Ω,典型值为40 Ω;RWL为数字电位器DS1867内部电子阵列中每个电阻单元的阻值;D为输入的数字量。根据光纤激光器功率控制的要求,即用户对光纤激光器的输出功率性能的要求,设计出用户要求的10等级功率输出产品,不同的功率等级输出对激光打标的对象有不同的要求。经实验得出,系统设计需要开关电源输出电流的变化范围为0~12 A,功率对应电流线性输出,允许功率稳定度有1%的误差波动。把光功率分成10个等级输出,输入数字量D的值如表1所示,可以通过查表实现。 2、系统的硬件设计 2.1、单片机的选择 单片机MC9S12xDP512是Freescale公司生产的一种16位器件,其包括大量的片上存储器和外部I/O。由16位中央处理单元(CPU12X)、512 kB程序Flash、12 kB RAM、8 kB 数据Flash组成片内存储器。同时还包含两个异步串行通信接口(SCI)、一个串行外设接口(SPI)、一个8通道输入捕捉/输出比较(IC/OC)定时模块(TIM)、16通道12位A/D转换器(ADC)和一个8通道脉冲宽度调制模块(PWM)。MC9S12XD512具有91个独立的数字I /O口,其中某些数字I/O口具有中断和唤醒功能。该单片机功能强大、运算速度快、可

采用TPS63000的EML激光器温度控制电路的设计与应用

采用TPS63000的EML激光器温度控制电路的设计与应用 引言 在光通信领域中,用于高速、长距离通信的电吸收调制激光器(Electlro-absorption Modulated Laser,EML)对温度稳定性的要求很高,并朝着小型化和高密度化方向发展。EML 激光器是第一种大量生产的铟镓砷磷(InGaAsP)光电集成器件。目前宽带城域网(BMAN)正成为信息化建设的热点,DWDM(密集波分复用)的巨大带宽和传输数据的透明性,无疑是当今光纤应用领域的首选技术。然而,MAN等具有传输距离短、拓扑灵活和接入类型多等特点,如照搬主要用于长途传输的DWDM,必然成本过高;同时早期DWDM对MAN等灵活多样性也难以适应。面对这种低成本城域范围的宽带需求,CWDM(粗波分复用)技术应运而生,并很快成为一种实用性的设备。对光通信来说,其技术基本成熟,而业务需求相对不足。以被誉为"宽带接入最终目标"的FTTH为例,其实现技术EPON已经完全成熟,但由于普通用户上网需要的带宽不高,使FTTH的商用只限于一些试点地区。但是,在2006年,随着IPTV等三重播放业务开展,运营商提供的带宽已经不能满足用户对高清晰电视的要求,随之FTTH的部署也提上了日程。无独有偶,ASON对传输网络控制灵活,可为企业客户提供个性化服务,不少运营商为发展和维系企业客户,不惜重金投资建设ASON. EML激光器的输出波长、电流阈值、最大输出功率和最小功率的波动都直接受工作温度的影响。同时,光源的啁啾声受限于光通道的最大允许色散,虽然光纤放大器可延长信号传输距离,但色散值随传输距离的线性累积与光纤放大器无关,因此只能对光源的啁啾提出很苛刻的要求。使用直接调制激光器远远满足不了系统对光源性能的要求,就目前技术而言,最简单的方法是使用带温度控制的电吸收激光源。 本设计方案采用体积小且易于控制的热电制冷器(ThermoElectric Cooler,TEC)作为制冷和加热器件,并采用高精度的负温度系数热敏电阻(NTC)作为温度传感器,以MCU为控制核心,对EML激光器进行精密温度控制。EML的内部结构框图如图1所示。虚线框内,上面的二极管负责监控激光器和控制开关,下面的二极管控制背光电流。

半导体激光器温度控制系统.

半导体激光器温度控制系统 半导体激光器广泛应用在工业加工、精密测量、通讯等领域。半导体 激光器是一个对温度很敏感的器件,它的输出波长和功率会随着温度的变化而改变,工作寿命也会因此而缩短。所以为了保证半导体激光器工作性能的良好,必 须要控制半导体激光器的温度。本文利用半导体制冷器作为系统的执行元件,设计出了半导体激光器的温度控制系统。目前半导体激光器的温控执行元件大多 使用半导体制冷器。半导体制冷器是根据珀尔贴效应而制成的,当给它通上直流电时,半导体制冷器就会加热或制冷,从而控制半导体激光器的温度。本文首先 研究了半导体制冷器的工作原理,而后在此基础上应用小信号分析法,建立出在 平均意义下的半导体制冷器的数学模型。其次研究半导体激光器和温度传感器 的模型,得出了温控系统的传递函数,通过分析温控系统的传函和温控系统需要 达到的性能要求,设计了PID控制器和模糊自适应PID控制器来优化系统,得出 应用模糊自适应PID的系统控制精度可以达到0.01℃。然后又利用遗传算法对 系统进行寻优,遗传算法不需要任何初始信息便可以寻求到全局最优解,本文设 计出基于遗传算法的PID控制器,与PID控制和模糊自适应PID进行比较,经过 仿真比较,得出基于遗传优化的PID控制效果更好。最后,设计温度控制系统的 硬件部分。详细介绍了系统的数据采集部分、单片机接口部分、功率驱动器部 分和显示器部分。 同主题文章 [1]. 高俊杰,马俊芝. 结构参数对半导体激光器激光特性的影响' [J]. 激 光技术. 1981.(03) [2]. 史一京. 半导体激光器的光注入调试' [J]. 中国激光. 1983.(Z1) [3]. 徐振华. 室温下15GHz直接调制的半导体激光器' [J]. 半导体光电. 1986.(01) [4]. 罗本清. PCM二次群和三次群光发射盘' [J]. 半导体光电. 1987.(03) [5]. 陈其道. 在快速激发下,DC—PBH 1.3μm InGaAsP/InP激光器的动 态光谱展宽' [J]. 半导体光电. 1987.(03) [6]. 刘弘度,林祥芝,鲍学军. 单纵模耦合腔半导体激光器' [J]. 光通信技术. 1987.(01) [7]. 史一京,李东姝,潘贵生. 用计算机对半导体激光器L-I特性等的测量'

半导体激光器驱动电路

查阅相关文献资料,设计半导体激光器驱动电路,说明设计思路和电路模块的功能 图1 在半导体激光器的设计中,为了便于对光功率进行自动控制,通常激光器内部是将LD 和背向光检测器PD集成在一起的,见图1。其中LD有两个输出面,主光输出面输出的光供用户使用,次光输出面输出的光被光电二极管PD接收,所产生的电流用于监控LD的工作状态。背光检测器对LD的功率具有可探测性,可设计适当的外围电路完成对LD的自动光功率控制。激光器电路的设计框图如图所示,将电源加在一个恒压电路上,得到恒定的电压,再通过一个恒流电路得到恒定的电流以驱动LD工作. 其中恒压电路如图2,由器件XC9226以及一个电感和两个电容组成。XC9226是同步整流型降压DC/DC转换器,工作时的消耗电流为15mA,典型工作效率高达92%,只需单个线圈和两个外部连接电容即可实现稳定的电源和高达500IllA的输出电流。其输出纹波为10mV,固定输出电压在0.9v到4.0V范围内,以loomv的步阶内部编程设定。该电路中,输出的恒定电压设定为2.6v。 图2 恒流电路如图3,主要由LMV358、三极管以及一些电阻和电容共同组成.LMv358是一个低电压低功耗满幅度输出的低电压运放,工作电压在2.7v到5.5v之间。从恒压电路输出的2.6V电压经过Rl、RZ分压后,在LMv35s的同相输入端得到恒定电压Up,Up加在一个电压串联负反馈电路上,得到一个输出电压Uo。Uo再通过一个电阻和电容组成的LR滤波

电路上,得到恒定的直流电压uol,将uol作用在由三极管8050组成的共射级放大电路上,得到恒定的集电极电流Ic,k又通过一个滤波电容得到恒定的直流工作电压。 图3

半导体激光器自动温度控制电路设计

半导体激光器自动温度控制电路设计 作者:赵京 来源:《电子世界》2013年第17期 【摘要】本文对用于通信设备的半导体激光器温度控制电路进行了模型建立和分析,并从自动控制的角度对温控电路形式进行了详细的性能指标分析和测试,通过对不同的控制方法的仿真分析和实测数据的对比得出了一种较为有效的温度控制电路,可以满足一般温控系统的要求。 【关键词】温度检测;自动温度控制;TEC 在光纤通信领域,通常使用半导体激光器作为光源,而半导体激光器的发射波长与管芯的温度密切相关,温度升高将导致波长变长(一般为0.1nm℃),对于一般的单波长光通信系统来说,波长的漂移对系统性能并无太大影响。但对于密集波分复用系统(DWDM),由于通道间的波长间隔已经很小,保持波长的稳定就变得非常重要。例如,工作在C波段的32波系统,通路波长间隔为100GHz(约0.8nm),而工作在C+L波段的160波系统,通路波长间隔为50GHz(约0.4nm)。因此,如果不对激光器管芯的温度加以控制,微小的温度变化将导致整个系统的不可用。另外,半导体激光器是对温度敏感的器件,其阈值电流、输出波长以及输出光功率的稳定性都对温度非常敏感,其工作寿命也与其工作温度密切相关。 实验表明,温度每升高30℃激光器的寿命会降低一个数量级[1]-[4]。对于可靠性要求高的场合,且保证激光器的寿命就需要对管芯温度加以控制,这样在系统中就需要附加一个自动温度控制电路(ATC)来实现对激光器管芯的温度控制。 1.温度控制系统原理 2.热模型的建立 一般带致冷激光器的常见结构是首先将激光器、背光管、热敏电阻等组件安装在一个子热沉上,然后再固定到TEC制冷器上,当温控电路正常工作时,位于TEC上的子热沉将恒定在某一设定温度值。当给TEC致冷器通不同极性的电流时能够分别实现致冷或致热,无论处于致冷还是致热状态,温度都不会突变,而是一个缓慢变化的过程。而在一定的电流下,当时间足够长时由于外界的热交换达到了平衡状态,温度将维持在某一个值(即与壳体间的恒定温差)。因此可以推测TEC致冷器在传递函数模型上类似于一阶惯性环节:,(为致热致冷效率,为时间常数),为了确定和,以某恒定电流作为TEC致冷器输入,并通过热敏电阻检测温度的变化,将采集到的温度与时间的关系通过计算机绘制得到相应的曲线。以激光器FUJITSU的FLD5F6CXF为例,经过测量可取6秒,可取90,即1安培电流能获得的温差约为90℃。由于TEC致冷器和温度传感器之间存在一定的距离,所以还需考虑这种距离带来的温度

半导体激光器温度控制电路设计

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/299912855.html, 半导体激光器温度控制电路设计 作者:霍佳皓李洪祚 来源:《现代电子技术》2013年第20期 摘要:在对激光器的温度控制理论作了深入研究的基础上,为了使激光器工作时温度恒定,设计了一种新型的温度控制电路,电路中采用了ADN8831作为的核心器件,结合PWM 控制方案,完成了包括输入级、补偿环节、输出级、滤波电路和保护及检测电路的硬件电路设计。经过实际连接激光器实验,温度控制精度可达0.01 ℃。电路具有体积小、效率高、可靠 性高、驱动能力强等特点,可以为激光器提供恒定的温度控制。 关键词:温度控制;半导体激光器; TEC; PID 中图分类号: TN722?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)20?0153?03 0 引言 通过对半导体激光器特性的研究,可知温度对激光器的正常工作有着重要的影响。温度会直接影响到半导体激光器的工作参数包括[1]:阈值电流、V?I关系、输出波长、P?I关系等。同时高温也会对激光器产生极大的影响,严重影响其使用寿命和效率。本文采用ADN8831温度控制芯片[3]为激光器提供恒定且可调的工作温度来保证激光器高效率工作。 1 温度控制芯片介绍 根据半导体激光器对温度的要求,选定ADN8831作为激光器的温度控制主芯片。 ADN8831芯片是目前最优秀的单芯片高集成度、高输出效率和高性能的TEC驱动模块之一。ADN8831的最大温漂电压低于250 mV,能够使设定温度误差控制在±0.01 ℃左右。在工作过程中,ADN8831输入端的电压值对应一个设定好的目标温度。适当大小的电流流过TEC,使TEC加热或制冷,在这个过程中使激光器表面温度向设定温度值靠近[2]。此芯片还有过流保 护功能,可编程开关频率最高可达1 MHz。 2 TEC控制原理 TEC(Thermo Electric Cooler)实际上是用两种材料不同半导体(P型和N型)组成PN 结,当PN结中有直流电流通过时,由于两种材料中的电子和空穴在跨越PN结移动过程中产生吸热或放热效应(帕尔帖效应[4]),就会使PN结表现出制冷或制热的效果,改变电流方向即可实现TEC加热或制冷,调节电流大小即可控制加热或制冷量的输出[5]。利用TEC稳定激光器温度方法的系统框图[6]如图1所示。 图1中贴着激光器右侧的是温度传感器,这里使用具有负温度系数的热敏电阻。这个热敏电阻是用来测量安放在TEC表面上的激光器的温度。期望的激光器温度用一个固定的电压值

高校大学生毕业论文《激光器的温度控制》

激光器的温度控制 摘要:主要叙述了用作激光针灸的半导体激光器温度控制的原理及初步设计,经PID模拟反馈回路调节,能在宽范围维持±0.5℃的温度控制精度,阈值电流有所降低,辐射波长稳定,输出功 率最大值明显提高,并且线性较好。 关键词:半导体激光器 温度控制 激光针灸 T emperature control of medical laser2diode appliance Han Xiaoj un,L i Zhengjia,Zhu Changhong (Institute of Laser Technology&Engineering,HUST,Wuhan,430074) Abstract:In this paper,the principle and basic design of laser2diode’s temperature control were de2 scribed.With the PID circuit,the surround tem perature accuracy could be controlled within±0.5℃。 The threshold current decreased and the output power increased apparently with good linear. K ey w ords:laser2diode temperature control laser acupuncture 引 言 我们所述的医用半导体激光器为单量子阱半导体激光器,输出810±4nm的红外光。经扩束的半导体激光束能穿过真皮到达皮下组织十几毫米深处,与传统毫针的进针深度类似,因此,是很好的激光针。与其他激光针灸相比,半导体激光器的优势在于它的体积小,驱动电源简单,光电转换效率大于25%。激光热作用及生物刺激作用是主要的生物效应,其机理是激光作用于穴位点,组织分子吸收光子能量后,其振动和转动加剧,在宏观上表现为受照射的局部组织逐渐变热,皮温升高。同时,适当剂量的激光作用于穴位点,作为回答性反应,在分子水平上是调整蛋白质和核酸的合成,影响DNA的复制,调节酶的功能,在细胞水平上是动员代偿、营养、修复、免疫和其它防御机制来消除病理过程。从穴位临床应用的最浅进针记录可以看到,大约52%的主穴和75%的备用穴在1215mm深以内,半导体激光器发出的激光能有效地达到这些穴位;有大约3815%的主穴和1313%的备用穴在25mm深处,能微弱地感受到激光的刺激作用[1]。 一、半导体激光器的工作特性 半导体激光器的工作物质为PN结,特点是极易受温度的影响,阈值电流和功率稳定性对温度敏感。其原因主要是温度对有源层增益系数的影响。即随着温度的增加,需要有更多

热电致冷的激光器温度控制电路设计讲解

热电致冷的激光器温度控制电路设计 引言在光通信领域中,用于高速、长距离通信的电吸收调制激光器(Electlro-absorption Modulated Laser,EML)对温度稳定性的要求很高,并朝着小型化和高密度化方向发展。EML激光器是第一种大量生产的铟镓砷磷(InGaAsP)光电集成器件。它是在同一半导体芯片上集成激光器光源和电吸收外调制器,具有驱动电压低、功耗低、调制带宽高、体积小,结构紧凑等优点,比传统DFB激光器更适合于高速率、长距离的传输。 EML激光器的输出波长、电流 引言 在光通信领域中,用于高速、长距离通信的电吸收调制激光器(Electlro-absorption Modulated Laser,EML)对温度稳定性的要求很高,并朝着小型化和高密度化方向发展。EML激光器是第一种大量生产的铟镓砷磷(InGaAsP)光电集成器件。它是在同一半导体芯片上集成激光器光源和电吸收外调制器,具有驱动电压低、功耗低、调制带宽高、体积小,结构紧凑等优点,比传统DFB激光器更适合于高速率、长距离的传输。 EML激光器的输出波长、电流阈值、最大输出功率和最小功率的波动都直接受工作温度的影响。同时,光源的啁啾声受限于光通道的最大允许色散,虽然光纤放大器可延长信号传输距离,但色散值随传输距离的线性累积与光纤放大器无关,因此只能对光源的啁啾提出很苛刻的要求。使用直接调制激光器远远满足不了系统对光源性能的要求,就目前技术而言,最简单的方法是使用带温度控制的电吸收激光源。 本设计方案采用体积小且易于控制的热电制冷器(ThermoElectric Cooler,TEC)作为制冷和加热器件,并采用高精度的负温度系数热敏电阻(NTC)作为温度传感器,以MCU为控制核心,对EML激光器进行精密温度控制。EML 的内部结构框图如图1所示。虚线框内,上面的二极管负责监控激光器和控制开关,下面的二极管控制背光电流。 1 基于TPS63000的TEC控制电路设计 1.1 TEC的原理分析

医学中常用的激光器

医学中常用的激光器 自第一台激光器问世后,人们对激光器件及技术进行了大量的研制工作,取得了相当可观的成果。目前能实现激光运转的工作物质达数百种以上,大体上分为气体、固体、半导体、染料等几大类。人们在探索激光产生机理的同时,扩展了激光的频谱范围,几千条谱线遍布于真空紫外到远红外的广阔光谱区域。激光方向性好、强度大,可以使被照物体在1/1000s内产生几千度的高温,瞬间发生汽化。由于激光的物理特性决定了其具有明显的生物学效应,。各种不同的激光具有不同的特性和组织效应,正确认识激光的这些特点,是选择和合理利用激光的基础。 一.气体激光器 气体激光器,按工作物质的性质,大致可分成下列三种:(1)原子激光器:利用原子跃迁产生激光振荡,以氦氖激光器为代表。氩、氪、氙等惰性气体,铜、镉、汞等金属蒸气,氯、溴、碘等卤素,它们的原子均能产生激光。原子激光器的输出谱线在可见和红外波段,典型输出功率为10毫瓦数量级。 (2)分子激光器:利用分子振动或转动状态的变化产生辐射制成的,输出的激光是分子的振转光谱。分 子激光器以二氧化碳(CO 2)激光器为代表,其他还有氢分子(H 2 ),氮分子(N 2 )和一氧化碳(CO)分子等激光 器。分子激光器的输出光谱大多在近红外和远红外波段,输出功率从数十瓦到数万瓦。(3)离子激光器:这类激光器的激活介质是离子,由被激发的离子产生激光放大作用,如氩离子(激活介质为Ar+)激光器。氦镉激光器(激活介质为Cd+)等。离子激光器的输出光谱大多在可见光和紫外波段,输出功率从几毫瓦到几十瓦。 气体激光器是覆盖波谱范围最广的一类器件,能产生连续输出。其方向性、单色性也比其他类型器件好,加之制造方便、成本低、可靠性高,因此成为目前应用最广的一类器体。 1、氦氖激光器 氦氖激光器能输出波长为632.8nm的可见光,具有连续输出的特性。它的光束质量很好(发散角小,单色性好,单色亮度大)。激光器结构简单,成本低,但输出功率较小。氦氖激光器在工业、科研、国防上应用很广,医疗上主要用于照射,有刺激、消炎、镇痛、扩张血管和针灸等作用,广泛用于内科、皮肤科、口腔科及细胞的显微研究。 氦氖激光器有三种结构形式:内腔式、外腔式和半内腔式。它们均由放电管、谐振腔、激励电源等三部分组成。以内腔式为例,放电毛细管是产生气体放电和激光的区域,它的内径很小,约在1到几毫米。电极A为阳极,由钨杆或钼(或镍)筒制成。阴极K为金属圆筒,由铝、钼、钽等制成,它们均有足够的电子发射能力和抗溅射能力。组成谐振腔的两块反射镜紧贴于放电管两端,并镀以多层介质膜。其中一个为全反射镜,另一个则为部分反射镜,整个谐振腔在出厂前已调整完毕,因此使用简单、方便。放电管的管径比放电毛细管粗几十倍,用以保持氦氖气压比及加固谐振腔。为了避免放电管变形而引起激光输出下降,内腔管的长度不宜过大,一般不超过一米。外腔式激光器可以更换不同的反射镜,使输出功率最大,光束发散角最小。也可在反射镜和放电管之间插入光学元件,以研究激光器的输出特性,调制它的频率或幅度,并可制成单频大功率激光器。 2、二氧化碳激光器 二氧化碳激光器的能量转换效率达20~25%(氦氖激光器的能量转换效率仅为千分之几)。它的输出波长为10.6微米,属于远红外区,连续输出功率可达万瓦级,常用电激励,结构比较简单紧凑,使用 方便,是目前最常用的激光器之一,在医学上,CO 2激光器作为手术刀使用日益引起人们的重视。CO 2 激 光器也用于皮肤科、外科、神经外科、整形外科、妇科和五官科的手术,在癌症的治疗上也有一定成效。 最常见的封离型内腔式二氧化碳激光器的管壳是由硬质玻璃或石英材料制成的。常见为三层玻璃套管结构,其最内层是放电管,中间层是水冷套,外层是储气管。在内外层之间有气体循环通路,这是为了保证混合气体的均匀分布而设计的。其光学谐振腔通常用平凹球面腔。球面镜可用石英或其他光学玻璃做基片,然后,在表面上镀层金属膜。平面镜是输出窗片,要求它对10.6μm的激光有很好的透过率,且表面不易损伤,机械性能好等。一般中小功率的激光器常常采用锗单晶做输出片,大功率的用砷化镓

慢启动半导体激光器驱动电源的设计

慢启动半导体激光器驱动电源的设计毛海涛 ,林咏海 ,张锦龙 ,冯伟 ,柴秀丽 ,牛金星 ,李方正 ()河南大学物理与信息光电子学院 ,河南 ,开封 ,475001 摘要 :根据半导体激光器的光功率与电流的关系 ,通过慢启动电路、纹波调零电路、功率稳恒电路等解决了使 - 4 用中的电源在工作温度范围内其输出功率不稳定的问题。设计的电路稳定度达到4 ×10 。 关键词 :半导体激光器 ;功率增益自动控制电路 ;驱动电源 () 文章编号:1008Ο7613 200505Ο0021Ο03 中图分类号 : TN2484?4 文献标识码 :A 0 引言半导体激光器的发光功率与通过的电流关系如 3 所示 ,为便于分辨 ,图中底部的近似直线有所抬图 () 半导体激光器 L D 具有体积小、重量轻、价格高。从图 3 中可以看出 ,在某一温度下 ,当驱动电流 ( ) 低、驱动电源简单且不需要高电压 2 . 5 V 等独特低于阈值电流时 ,激光器输出光功率 P 近似为零 , 优点。目前 ,广泛应用于光纤通讯、集成光学、激光半导体激光器只能发出荧光 ,当驱动电流高于阈值印刷、激光束扫描等技术领域。在实际应用中 ,遇到时输出激光 ,并且光输出功率随着驱动电流的增大 而迅速增加并近似呈线性上升关系。的问题之一是激光器在发光时阻值不断上升 ,造成 输出光功率的下降。这可能导致激光器永久性的破 2 半导体激光器驱动电路设计坏或使发光强度达不到作为光源时的参量要求。因本例以 H TL 670 T5 为例 ,介绍一种半导体激光

器稳功率驱动电路。该管输出波长为 650 nm ,额定此 ,研制性能可靠、经济、耐用的半导体激光器具有 广泛的应用价值。功率 30 mW ,其工作特性曲线与图 3 所示接近。 1 L 的驱动电流与输出光功率的特性 D 半导体激光器的结构如图 1 所示 ,对一般的半 () 导体激光器来说 , 激光二极管 L 是正向接法 , 光 D ( ) 电二极管 P是反向接法。P受光后转换出的光 D D 电流 I 在串联电阻 R 上以电压信号反映出射光功 m 2 率的大小 ,如图 2 所示 ,因此添加控制电路即可达到 稳定发光功率的目的。

慢启动半导体激光器驱动电源的设计

慢启动半导体激光器驱动电源的设计 毛海涛,林咏海,张锦龙,冯 伟,柴秀丽,牛金星,李方正 (河南大学物理与信息光电子学院,河南,开封,475001) 摘 要:根据半导体激光器的光功率与电流的关系,通过慢启动电路、纹波调零电路、功率稳恒电路等解决了使用中的电源在工作温度范围内其输出功率不稳定的问题。设计的电路稳定度达到4 10-4。关键词:半导体激光器;功率增益自动控制电路;驱动电源 中图分类号:T N248 44 文献标识码:A 文章编号:1008 7613(2005)05 0021 03 0 引言 半导体激光器(LD)具有体积小、重量轻、价格低、驱动电源简单且不需要高电压(2.5V )等独特优点。目前,广泛应用于光纤通讯、集成光学、激光印刷、激光束扫描等技术领域。在实际应用中,遇到的问题之一是激光器在发光时阻值不断上升,造成输出光功率的下降。这可能导致激光器永久性的破坏或使发光强度达不到作为光源时的参量要求。因此,研制性能可靠、经济、耐用的半导体激光器具有广泛的应用价值。 1 L D 的驱动电流与输出光功率的特性 半导体激光器的结构如图1所示,对一般的半导体激光器来说,激光二极管(L D )是正向接法,光电二极管(P D )是反向接法。P D 受光后转换出的光电流I m 在串联电阻R 2上以电压信号反映出射光功率的大小,如图2所示,因此添加控制电路即可达到 稳定发光功率的目的。 半导体激光器的发光功率与通过的电流关系如图3所示,为便于分辨,图中底部的近似直线有所抬高。从图3中可以看出,在某一温度下,当驱动电流低于阈值电流时,激光器输出光功率P 近似为零,半导体激光器只能发出荧光,当驱动电流高于阈值时输出激光,并且光输出功率随着驱动电流的增大而迅速增加并近似呈线性上升关系。2 半导体激光器驱动电路设计 本例以H TL670T5为例,介绍一种半导体激光器稳功率驱动电路。该管输出波长为650nm,额定功率30mW,其工作特性曲线与图3 所示接近。 2.1 慢启动电路 半导体激光器往往会由于接在同一电网上的日光灯等电器的关闭或开启而损坏,这是因为在开关闭合和开启的瞬间会产生一个很大的冲击电流,该电流足以使半导体激光器损坏,必须避免。为此,驱 21 第19卷 第5期新乡师范高等专科学校学报 Vol.19,No.5 2005年9月 JO U RNAL OF X IN XIAN G T EACHERS COL LEGE Sep.2005 收稿日期:2005 04 05. 作者简介:毛海涛(1953 ),男,河南开封市人,河南大学物理与信息电子学院教授,硕士研究生导师,主要从事激光理论 及应用技术方面的研究工作。

采用ADN8831芯片的激光器温控电路的设计

采用ADN8831芯片的激光器温控电路的设计 引言 通过对半导体激光器特性的研究,可知温度对激光器的正常工作有着重要的影响。温度会直接影响到半导体激光器的工作参数包括:阈值电流、V-I 关系、输出波长、P-I 关系等。同时高温也会对激光器产生极大的影响,严重影响其使用寿命和效率。本文采用ADN8831 温度控制芯片为激光器提供恒定且可调的工作温度来保证激光器高效率工作。 1 温度控制芯片介绍 根据半导体激光器对温度的要求,选定ADN8831作为激光器的温度控制主芯片。ADN8831芯片是目前最优秀的单芯片高集成度、高输出效率和高性能的TEC驱动模块之一。ADN8831 的最大温漂电压低于250 mV,能够使设定温度误差控制在±0.01 ℃左右。在工作过程中,ADN8831 输入端的电压值对应一个设定好的目标温度。适当大小的电流流过TEC,使TEC加热或制冷,在这个过程中使激光器表面温度向设定温度值靠近。此芯片还有过流保护功能,可编程开关频率最高可达1 MHz. 2 TEC控制原理 TEC(Thermo Electric Cooler)实际上是用两种材料不同半导体(P型和N型)组成PN结,当PN结中有直流电流通过时,由于两种材料中的电子和空穴在跨越PN结移动过程中产生吸热或放热效应(帕尔帖效应),就会使PN结表现出制冷或制热的效果,改变电流方向即可实现TEC加热或制冷,调节电流大小即可控制加热或制冷量的输出。利用TEC稳定激光器温度方法的系统框图如图1所示。 图1中贴着激光器右侧的是温度传感器,这里使用具有负温度系数的热敏电阻。这个热敏电阻是用来测量安放在TEC表面上的激光器的温度。期望的激光器温度用一个固定的电压值来表示,与热敏电阻产生的电压值通过高精度运算放大器进行比较,比较后产生的误差电压通过高增益的放大器放大,同时补偿网络对因为激光器的冷热端引起的相位延迟进行补偿,补偿后驱动H桥输出,H桥不仅控制TEC电流的大小还能控制TEC电流的方向。

常用激光器简介

几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来,发展极为迅速,受到许多国家的极大重视。特别是近两年,以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速,已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”,而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年,Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器,输出功率仅为1毫瓦,其效率为0.01%。不到两年,现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17 %,电源激励脉冲输出功率为825瓦,采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近,有人认为,进一步提高现有的工艺水平,近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中,主要的工作物质由CO?,氮气,氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦,可以加速010能级热弛预过程,因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用,为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件:放电管中,通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时,放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞,N2分子把自己的能量传递给CO2分子,CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点: (1)工作波长处于大气“窗口”,可用于多路远距离通讯和红外雷达。 (2)大功率和高效率( 目前,氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦,其效率为0.17 %,原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%,而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%)。 (3)结构简单,使用一般工业气体,操作简单,价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用,输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外

一种半导体激光器的驱动电路源

第24卷 第2期 2007年4月 黑龙江大学自然科学学报J OURNAL OF NATURAL SC IENCE O F HE I LONG JI ANG UN IVERS I TY V o l 24N o 2Apr i,l 2007 一种半导体激光器的驱动电路源 李若明1, 刘盛春2, 余有龙1,2, 刘 浩1, 孟凡斌3, 胡 亮 1(1.暨南大学光电工程研究所,广东广州510632;2.黑龙江大学光纤技术研究所,黑龙江哈尔滨150080;3. 东北电子技术研究所,辽宁锦州121000)摘 要:根据半导体激光器对注入电流的稳定性要求高和对电冲击的承受能力差等特性,对 其驱动电路进行了设计。针对具体的980n m 泵浦激光器,采用负电源模拟电路方案,研制了包含 慢启动和功率稳定功能的驱动电路,其输出驱动电流稳定度达到2 10-4,应用于激光器后得到了 小于4 的光功率稳定度。 关键词:驱动电源;半导体激光器;慢启动;低噪声 中图分类号:TN 248 4文献标识码:A 文章编号:1001-7011(2007)02-0203-04 收稿日期:2006-10-19 基金项目:教育部 新世纪优秀人才支持计划 (NCET-04-0828);广东省自然科学基金重点项目(04105843) 作者简介:李若明(1982-),男,硕士研究生,主要研究方向:光纤传感网络 通讯作者:余有龙(1965-),男,教授,博士生导师,主要研究方向:光纤通信、传感、光纤激光器,E -m ai:l youlongyu @163.co m 1 引 言 掺铒光纤(EDF)作为增益介质已广泛应用于光纤通信、光纤传感和光纤激光器等领域,其输出功率大小和功率的稳定性往往取决于泵源功率的稳定性,而泵源一般由半导体激光器(LD)充当,LD 又受驱动电路驱动,因此,研制高性能的驱动电路就显得尤为重要。对于实际使用的LD,只有为其提供稳定的工作电流,才有可能获得稳定的激光输出。另外,谐振腔的形变和P N 结的老化与温度相关,温度不仅影响到LD 输出功率的稳定,而且还将影响泵源的寿命,因此有必要控制LD 的工作温度。作为结型器件,LD 承受电冲击的 能力很差,因此其驱动电源中应有保护电路[1],借以缓解浪涌电流的冲击。 目前,LD 驱动电路的实现方案可以分为模拟电路和数字电路两类。早期的驱动电路多采用模拟分立元件构成电路,这样的电路常常存在体积庞大,操作繁琐的缺点[2] 。近年来有学者在大功率LD 的驱动电路中引入数字电路技术,以模/数和数/模转换芯片转换信号,再用单片机、数字信号处理芯片(DSP)或复杂可编程逻辑器件(FPGA )处理信号,这样实现了电路操作的简化并完善了电路功能,与此同时,电路中高频部分对实现系统的电磁兼容性增加了困难。对于只需要稳定的光功率输出的小功率的半导体激光器驱动电源,这种电路结构复杂、成本高,而采用模拟集成电路元件实现的小功率的半导体驱动电路在成本,和电磁兼容能力上都有优势。 本文基于负电源,采用模拟集成电路元件,针对小功率LD,围绕降低电压源输出噪声、提高驱动电流稳定性、简化操作开展了研究,实现了一种低电压源输出噪声、高驱动电流稳定度、操作简单且成本低廉的驱动电路。2 原 理 考虑到稳定输出的LD 需要驱动电路包含有高精度恒流源,且避免强浪涌脉冲存在,设计的电路由电压调整、电流源、光功率控制、温度调整和电流显示等部分组成。 电压调整电路为后续电路提供低噪声的直流电压,这个电压通过电流源转换为电流,电流再经调整后驱动LD 发出激光。光功率稳定电路通过反馈控制实现稳定输出功率的目标。温度调整电路通过控制流过半

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