连续或脉冲输出功率可调LD驱动电源设计

基于负反馈原理稳定输出电流,设计一种宽范围连续或脉冲输出功率稳定可调的半导体激光器驱动电源.该电源使用晶体管作为开关,从而缩短脉冲宽度,增加带负载能力.选用现有大规模集成电路,设计力求简单、实用、低成本及高性能.实验结果表明,该驱动电源工作稳定,可以驱动波长范围在650～980 nm的通用半导体激光器,输出功率在0～300 mW范围内可调,连续或脉冲输出形式可通过输入端控制选取,可广泛用于对半导体激光驱动电源体积要求较小的应用中.     

大功率半导体激光器驱动电源的设计

设计一种大功率半导体激光器的驱动电源。恒稳电流范围为 0～ 10 A,稳流精度为 1m A,脉冲输出电流频率为 10 KHz,脉冲电流的占空比为 1∶ 10 ,脉冲电流幅值为 0～ 10 A可调     

大功率半导体激光器驱动电源的设计

高能激光系统通常需要多种输出模式的驱动电源,现有电源存在输出模式单一的问题。采用能量压缩技术和电流串联负反馈技术实现了多输出模式半导体激光器驱动电源。分析了特殊设计高输入阻抗差分运算电路作为负反馈网络的工作原理,推导出了精确的参考电压与输出电流的关系式。最后,将所研制的驱动电源应用于国内首台400W工业级光纤激光器系统中,驱动电源实现了0~26A连续可调、稳定度优于0.15‰的连续电流和准连续电流输出。测试结果验证了设计思路的可行性,实现了半导体激光器驱动电源的多输出模式和高电流稳定度。     

大功率半导体激光器驱动电源及温控系统设计

为了解决大功率半导体激光器的输出波长和功率的稳定性问题,设计了一套大功率激光器恒流驱动电源及温控系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的恒流控制,采用硬件比例-积分（Proportional-Integral,PI）温控电路结合恒流驱动,控制半导体制冷器（Thermoelectric Cooler,TEC）的工作电流,实现激光器工作温度的精确控制。所设计的驱动电源可实现输出电流0~12.5 A连续可调,同时具有电流检测、过流保护、晶体管-晶体管逻辑（Transistor-Transistor Logic,TTL）信号调制等功能。所设计的温控系统的控制精度可达到0.05℃,同时设定温度连续可调,温度可实时监测。实验结果表明该设计能够保证稳定的电流输出和温度控制,满足大功率激光器的使用要求。     

高性能半导体激光器电源系统设计与研究

半导体激光器作为一种高效率、高稳定性的光电器件,其驱动电源的性能直接影响半导体激光器输出特性以及使用寿命。为解决半导体激光器输出功率的稳定性以及鲁棒性等问题,研制一种具有高效率、低纹波、抗干扰能力强的半导体激光器驱动电源。首先,提出一种减小元器件电流应力的LCC谐振腔参数设计方法,通过数学模型建立配合实验分析,采用变频移相复合控制策略和线性自抗扰控制算法,提高了半导体激光器电源效率,减小了器件的电流应力和开关的导通损耗,同时具有较好的抗干扰能力,对于高性能半导体激光器的驱动电源系统的设计具有一定的指导意义。最后,仿真与实验的结果表明,该电源在输出电流0～40 A范围内连续可调,电流纹波<0.8%,工作效率最高可达92%,具有稳定性高、纹波小、效率高、成本低以及鲁棒性较好等特点。     

高稳定度半导体激光器电源

设计并实现了一个高精度的半导体激光器驱动系统, 该系统包括温度控制和电流控制两部分。温度的控制范围为室温下±1.50×101 K, 控温精度优于1.81 mK, 标准差小于0.20 mK。电流的调节范围为0~2.00×102 mA, 纹波小于1.00×102 nA。该系统驱动外腔半导体激光器时可以保证激光器输出的频率稳定度在10 s内达到1.00×10-9, 满足原子分子物理和激光光谱学等领域对高精度激光器的需求。     

高精度激光器电流驱动与交流温控系统设计

半导体激光器作为原子磁强计的重要组成部分,其波长和功率主要由电流和温度决定,而传统的直流温控系统会对磁强计产生磁场干扰。针对高精度电流控制、温度控制和磁场干扰问题,设计了一种激光器恒流源驱动和交流控温系统。首先,设计基于功放的高精度激光器恒流源驱动系统;然后,设计交流温度调制解调检测和交流加热驱动系统;最后,采用STM32控制器、高精度AD采集和DA输出结合温度模糊自适应PID控制算法进行高精度温度控制。实验结果表明:在42℃温度下控制精度为0.005℃,在32 mA电流下稳定度为0.5 A,为激光器光功率和波长稳定性奠定基础。     

半导体激光器驱动电源的设计及仿真

半导体激光器的抗上电冲击的能力很差,微小的电流变化就会导致光功率的极大变化以及器件参数的变化,因而对驱动半导体激光器的电源有极高的要求。传统的激光器驱动电源的控制精度低,并且操作有些繁琐。本文设计的恒流源驱动电源克服了这些缺点,设计的思想是运用负反馈原理来稳定输出电流,由此获得最低的电流偏差和稳定性最高的电流输出。在最...     

用于光纤测量的1310nm/1550nm半导体激光驱动电源

为了实现光纤的精确快速测量, 设计了一种高稳定功率连续可调的1310nm/1550nm半导体激光驱动电源。该电源采用电流串联负反馈技术组成精密恒流源驱动半导体激光二极管,恒温控制电路驱动半导体制冷器,从而保证了激光器输出功率的稳定。控制器局域网络总线电路实现激光源的功率连续可调及激光的选择,通过变速积分PID控制算法消除了积分饱和,加速系统温度的稳定。采用激光保护和软启动电路,实现半导体激光器可靠稳定运行。结果表明,半导体激光器工作在室温25℃时,温度稳定性达0.01℃,激光长期输出功率稳定度达0.018dB。相对于传统的1310nm/1550nm半导体激光光源,该光源稳定性高、稳定速度快、体积小,方便光纤在线测量。     

改善半导体激光器驱动电源性能的研究

提出了采用通用器件研制高稳定度的连续半导体激光器驱动电源的方案。该电源采用负反馈技术可以向半导体激光器提供 0～ 2 0 0 m A连续可调的高稳定度的驱动电流 ,同时加入了恒温控制 ,保证了激光器的输出光波长的单一性和输出功率的稳定性 ,有效地延长了其使用寿命。实验结果表明 ,连续工作 2 h,其输出电流稳定度为 8.1× 1 0 -5,温度变化范围不超过0 .0 0 3°C。电源具有抗干扰能力强、稳定度高、安全可靠、使用方便、价格低廉等优点。     

多功能半导体激光器驱动电源的研制

研制了一种单片机控制的连续半导体激光器(LD)驱动电源。LD可以工作于自动电流控制(ACC)模式、自动功率控制(APC)模式和自动电压控制(AVC)模式。LD的电流可实现0～2A连续可调,满量程精度在±0.1%以内;对LD的温度可以实现精确的控制,采用了比例积分(PI)控制技术,并结合积分分离的思想,使温度控制快速而有效,控制精度为±0.1℃;采取了软启动控制、短路开关和限幅保护的措施,有效地保证了LD的安全。实验表明:该电源具有智能化程度高、抗干扰能力强、稳定度高和使用方便的优点。     

基于FPGA技术的半导体激光器驱动电源的研制

提出了一种新的连续半导体激光器(LD)驱动电源设计方案,该方案融入FPGA技术,采用日立SH系列单片机HD64F7045为控制核心,实现了高稳定度的激光器驱动和温度控制。LD驱动单元中,应用负反馈技术分别实现注入电流IF、驱动电压VF和光功率的高稳定控制,还采取了软启动控制、短路开关和限幅保护的措施,有效地保证了LD的安全。LD温度控制单元中,采用了比例积分(PI)控制技术并结合积分分离的思想,实现对LD温度的高稳定度的控制。实验表明,注入电流的稳定度达到10-4量级,温度稳定度优于±0.01℃,性能比以往的同类系统提高了一个数量级。     

基于FPGA的半导体激光器驱动电源的研制

半导体激光器驱动电源的性能是影响其工作特性的重要因素,提高LD驱动电源性能的研究具有重要的意义。提出了一种新型的基于FPGA技术的半导体激光器驱动电源设计方案,以FPGA为控制核心,LD驱动电源的AD/DA转换、温度PID控制、恒定电流驱动、LD保护及人机交互等功能模块电路均在FPGA的控制下协调工作。设计并实现了基于FPGA的LD温度控制与电流驱动电路,测试结果表明当LD的工作温度在20-30℃时,其工作温度稳定度优于±0.03℃,驱动电流的恒定度达到±0.1％。     

大电流长脉宽LD激光器驱动电源的研制

本文主要介绍了一种大电流长脉宽半导体激光器骄动电源的设计方法。根据大功率脉冲型LD的工作特性,作者设计了一套采用L—C串联谐振的恒流充电电路与大功率金属氧化层半导体场效应管（MOSFET）线性控制脉冲放电电路相结合的驱动电源。此电源满足了输出脉冲电流幅值、脉宽、重频、调Q精确延时均方便可调的要求;并且辅助以片上系统（soc）单片机和CPLD为核心的控制电路,使电源电路具有结构简单,控制灵活,精度高等特点;同时结合多路在线实时保护电路,有效保证了LD的安全工作。该电源已经成功应用于“XX装置”预放大器项目。     

大功率半导体激光器驱动电源

根据半导体激光二极管的工作特性，设计了一种以VICOR电源为功率模块，以绝缘栅双极晶体管（IGBT）为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源，该驱民源电路简单，能有效地抑制电源的浪涌冲击，保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线保护机制可实时对半导体激光器工作监控，半导体激光器的慢启动电路、温控电路保证了半导体激光器安全工作。该电源已应用于机载激光雷达样机系统中，通过一年多的使用，半导体激光二极管工作正常，性能稳定可靠。     

双环功率控制的突发模式激光驱动器

设计了一款应用于无源光网络（PON）的突发模式激光驱动器及其双环功率控制电路。提出一种电荷补偿和动态偏置电路,减小了激光驱动器电流上升和下降时间,提高了输出电流能力;提出一种双环功率控制的反馈电路,解决了平均功率和消光比随温度变化的问题。基于0.18m RF CMOS工艺完成流片,激光驱动器芯片面积为1 600m800m。测试结果表明,激光驱动器的输出偏置电流和调制电流分别可达90 mA。激光驱动器突发响应开启时间小于2 ns,关断时间小于1 ns,发送数据速率高达2.5 Gbit/s,抖动大小为41 ps。激光驱动器输出平均光功率稳定性为0.26 dB,消光比稳定性为1 dB。该激光驱动器满足了PON系统对激光器的输出功率和稳定性要求。     

大功率光纤激光器泵浦源LD驱动电源设计

根据大功率、低噪声半导体泵浦光纤激光器对于激光电源的要求,通过LD工作原理和输出特性分析,设计一种以ADuc842高速单片机为主控芯片的LD驱动控制电路。设计采用自动电流控制(ACC)和自动温度控制(ATC)的方式,实现LD的恒流源驱动和恒温控制。设计还引用了双限流电路、浪涌吸收电路及慢启动电路等一系列保护电路,提高了LD的抗冲击能力和工作稳定性。实验结果表明,电流输出稳定度优于0.5%,温度稳定度达到±0.1℃。     

905nm InGaAs脉冲激光二极管驱动电流特性分析与测试

为了实现高功率905nm InGaAs脉冲激光二极管激光脉冲宽度和峰值功率可调,采用现场可编辑门阵列产生触发脉冲、集成模块EL7104C作为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动、以MOSFET为核心开关器件控制高压模块和储能电容之间充放电的方法,设计了脉冲激光二极管驱动电路,对驱动电流特性进行了理论分析和实验验证,取得了不同电容和高压条件下的电流脉宽和峰值数据,分析了具体变化关系,并以此进行了光谱和功率-电流特性测试。结果表明,影响驱动电流脉宽和峰值电流的关键因素是电容大小和充电高压,脉冲激光二极管驱动电流峰值在0A~40A、脉宽20ns~100ns时可控调节,脉冲激光二极管最大峰值功率输出可达40W,实现了脉冲式半导体激光器输出功率和脉冲宽度的可控调节。该设计与分析对近红外高功率脉冲激光器的可控驱动设计具有一定的实用参考意义。     

A 3-V 4.25-Gb/s Laser Driver with 0.4-V Output Voltage Compliance

The design of a 155-Mb/s–4.25-Gb/s laser driver in SiGe BiCMOS is described. A large output voltage compliance range that allows DC coupling to the laser diode is achieved with a translinear pseudo-differential output driver. Active back-termination is provided at the modulation output pins. Careful design of the level shift stage affords low deterministic jitter over a very wide range of bit rates. The dynamic performance is preserved over a wide range of modulation current with a segmented driver slice scheme.