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半导体激光器驱动及温控系统研究

更新时间：2020-03-13 22:07:52 大小：2M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：半导体激光器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

半导体激光器以其效率高、体积小、重量轻、价格低廉等特点在军事、医疗、生产、通信等领域发挥着无法替代的作用。同时它又是一种比较敏感的器件，每毫安电流的变化会引起约0.01nm输出波长的漂移，每摄氏度温度的变化会引起约0.1nm输出波长的改变；驱动器中的浪涌、静电甚至会导致半导体激光器的损毁。此外，商用半导体激光器驱动体积庞大、价格昂贵，对于室外大规模部署十分不利。因此，研制一种体积较小、价格低廉、注入电流连续可调、电流稳定度较高、温度可控并具备完善保护措施的驱动器具有重大的现实意义。

本文分析了半导体激光器的工作原理及特性，归纳总结了影响其稳定工作的各种外部因素，在对半导体激光器驱动的国内外发展现状进行调研之后，确定了本文所要研制驱动器的主要技术指标，并据此指标完成了驱动器的设计调试工作。

本半导体激光器驱动主要包括电流驱动和温度控制两个部分。在电流驱动部分，由键盘向单片机输入电流目标值，单片机根据电流-电压的线性关系控制DAC输出相应的电压，从而控制与其相连的MOSFET的导通程度，完成电路电压-电流的转换，然后将此电流注入半导体激光器，完成对激光器的驱动；在此过程中，运用负反馈和PID算法进行双重闭环控制，以稳定电流输出、减少动态平衡时间；此外，此驱动电路中设有防上电冲击、防静电、延时软启动、过流保护等完善的防护措施。在温度控制部分，采用凌力尔特公司生产的专用温控集成芯片LTC1923对激光器的温度进行控制；同样由键盘向单片机输入温度目标值，单片机根据温度-电压的相应关系控制LTC1923完成温控工作。

文末对电路系统进行了大量测试，恒流驱动电源输出电流和设定电压之间的线性关系良好，输出电流精度达到0.08mA，1小时稳定度达到0.052％，达到了预设目标；对温控系统进行了测试，温控精度达到0.1℃，1小时稳定度达到0.84%，基本达到了设计要求。