半导体激光器驱动电源的研制

• 作 者: 于望竹
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 半导体激光器 自动电流控制 自动功率控制 温度控制

半导体激光器凭借着其优异的特点,在军事、医疗、工业生产、光纤通讯等高尖端技术领域发挥着举足轻重的作用。由于半导体激光器的注入电流及工作温度的稳定性对其输出有直接、明显的影响,所以,研制一款高稳定性的半导体激光器驱动电源具有极为重要的意义。本文在研究了半导体激光器的原理及其特性的基础上,分析了影响激光器稳定输出的主要原因,确定了驱动电源所需要达到的技术指标,根据技术指标,确立了一套半导体激光器驱动电源系统的设计方案。本半导体激光器驱动电源分为驱动电流控制和温度控制两大部分。驱动电流控制部分基于负反馈原理,根据反馈量的不同分为自动功率控制和自动电流控制两种方式,分别对激光器注入电流和输出光功率进行稳恒控制。温度控制部分也是基于闭环控制思想,采用比例积分的控制方式,通过热敏电阻采集激光器的工作温度,以温度设定值和采样值之差作为控制信号,控制热电致冷器的制冷制热量,实现对温度的自动控制。此外,针对半导体激光器和热电制冷器使用中存在的安全隐患问题,设计了静电保护电路、致冷器保护电路、限流电路、开关电路、报警电路、限幅电路、慢启动等保护电路。最后,对所研制的半导体激光器驱动电源系统进行了性能测试。通过实验证明,该电源驱动电流的1小时稳定性达到了0.019%,温度控制偏差达到了±0.01℃,各项指标均达到了预期的设计目标。