窄脉冲大电流半导体激光器驱动电路设计与仿真

设计出了一种窄脉冲大电流的半导体脉冲激光器驱动电路,并对电路进行理论分析以及Multisim仿真研究。相比以往研究,本仿真研究中考虑了电路和LD本身的寄生参数,使得仿真与实际电路更加吻合。该电路结构简单,采用了专用的MOSFET硬件关断加速电路和电容充放电方式向负载提供瞬时窄脉冲大电流的脉冲输出,脉冲宽度低于2.5ns,上升时间低于3.5ns,峰值电流超过20A。     

半导体激光器（LD）的大电流窄脉冲驱动源

本文介绍了一种不受开关管速度限制的,基于电容充电原理的,实现LD大电流窄脉冲的驱动电路。     

采用GaN HEMT的可调窄脉冲激光器驱动电路

为实现纳秒级的输出光脉宽,使用GaN HEMT作为激光器放电回路的开关管。由于GaN HMET的栅极总电荷小,提出使用小尺寸的GaN HEMT建立驱动电路的输入级,响应控制信号,控制放电回路开关管。搭建电路驱动860 nm激光器,并进行测试。放电回路电源电压为12 V,测试结果显示,最大输出光脉宽8.8 ns对应大于8 W的峰值功率,输出最小光脉宽为4 ns。为实现更大的脉宽可调范围,设计另一款电路并测试。该电路实现输出光脉宽大于8.4 ns可调,在电源电压20 V、输入信号脉宽100 ns的条件下,输出光峰值功率可达46 W。电路尺寸分别为10 mm×6 mm和13 mm×11 mm,为实现进一步小型化,对设计的电路提出了集成方法。提出的电路结构简单、容易实现集成且成本低,为窄脉冲激光器驱动电路的设计提供了新的思路。     

基于LDMOS的可调窄脉冲半导体激光器驱动源研究

介绍了一种利用横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)作为开关器件驱动激光半导体的设计方法。通过对半导体激光器驱动电路原理的分析,并结合PSPICE建立射频功率晶体管的电路模型,经过理论分析和计算从而获得更优化的驱动电路;采用高速电流反馈型运算放大器构成电流串联负反馈电路从而得到稳定的输出电流,有效地提高了窄脉冲信号的转换速率和频响特性。实验结果表明,半导体激光器输出电流脉宽20 ns-CW可调,上升和下降时间小于10 ns,幅度最高可达2 A,重复频率为0~10 MHz。实验结果验证了设计思路的可行性,进一步提高了半导体激光器的输出指标。     

微型化大电流脉冲激光器驱动电路研究

设计了一种用于与激光二极管芯片进行集成的基于MOSFE场效应管的大电流脉冲驱动电路方案,计算了限流电阻对驱动电路中储能电容性能的影响,分析了MOSFET场效应管峰值驱动电流与开通时间的估算公式,通过仿真软件研究了激光器的寄生电感对驱动电路波形的影响;理论和仿真结果表明,通过驱动电路与激光器芯片的一体化集成,提高了脉冲激光器性能,设计并制作了尺寸为14mm的微型化驱动电路;经测试,27V直流电压源驱动下,驱动信号上升时间小于15ns,脉宽25~150ns,最大占空比0.5%,输出幅值大于22V。     

新型窄脉冲半导体激光器驱动电源的研制

研制了一种新型窄脉冲半导体激光器的驱动电源,包括驱动电路和温控电路两部分。驱动电路采用高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作开关,为激光器提供一个重复频率高(0~50 kHz)、前沿快(2.2~4.9 ns)、脉宽窄(4.6~12.1 ns)、脉冲峰值电流大(0~72.2 A)的脉冲信号,且输出的激光脉冲波形平滑。对不同的激光器,改变电路中电源电压、电阻、电容参数,可获得不同的重复频率、前沿、脉冲宽度、脉冲峰值电流。温控电路采用高精度的比例积分微分(PID)温控,保证了激光器输出功率和中心波长的稳定。此激光器驱动电源不仅可作为一般高速、窄脉冲半导体激光器的驱动电源,也是大能量、窄脉宽的半导体激光器种子光源的理想驱动电源。     

大功率半导体激光器驱动电路

为实现30 W连续掺Yb光纤激光器,设计一种大功率（10 A）半导体激光器（LD）的驱动电路,该恒流源电路采用功率场效应管作电流控制元件,运用负反馈原理稳定输出电流,正向电流0 A～10 A连续可调,纹波峰值为10 mV,输出电流的短期稳定度达到1×10-5,具有过流保护、防浪涌冲击的功能。实际应用在30 W连续掺Yb光纤激光器中,结果表明该驱动电路工作安全可靠。     

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。     

基于FPGA脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计

针对激光驱动电路纳秒脉冲宽度无法调节的问题,设计了一种新型的脉宽可调的窄脉冲激光驱动电路。利用FPGA和激光二极管的工作原理,设计并搭建半导体激光器驱动电路。电路采用高速MOSFET作为开关器件驱动激光二极管SPLPL90-3,并利用LTspice仿真软件分析激光驱动电路中电源电压、储能电容和阻尼电阻对驱动脉冲的影响,最终选择最佳的电路参数。当电源电压为150 V,储能电容为1 nF,阻尼电阻为2Ω时,最终输出激光二极管的电流为39.7 A,脉冲宽度6 ns,上升沿3 ns,满足了大电流纳秒脉冲半导体激光器驱动电路的设计要求。     

半导体激光器驱动电路设计

为了提高半导体激光器(LD)的使用寿命,确保激光器发射信号的质量,设计了一款高性能、低成本的激光驱动电路,包含慢启动电路、恒流电路和保护电路三部分。在TINA环境下进行模拟,结果显示该驱动电路满足设计需求,对类似电路设计有很好的借鉴作用。     

基于雪崩效应的小型激光激励源电路研究

为了获得高功率、窄脉冲探测激光,提出了一种基于雪崩效应的小型半导体激光激励源电路实现方案,分析了激励电路产生高压窄脉冲信号的原理,介绍了其组成单元信号整形电路、直流偏置电路和高压脉冲产生电路的硬件设计。测试表明,该电路能够输出电压约460V、脉宽小于6.0ns、下降沿约2.5ns的脉冲激励信号,印证了原理设计的正确性。该电路具有高性能、小体积、高可靠和易适装的应用特点,能够有效满足某激光引信对激光激励电路的任务要求。     

半导体激光快速扫描雷达成像实验

研究了高帧频激光成像雷达的关键技术 :快速扫描技术和实时成像显示技术 ,建立了一个半导体激光快速成像演示系统 ,在实验室内获得了 10帧 /s,每帧 32行的轮廓像 ,成像质量较高。     

大功率半导体激光光纤耦合技术进展

由于大功率半导体抽运固体激光器在民用和军事等方面显示了越来越重要的地位,大功率半导体激光光纤耦合技术作为其关键技术,日益受到人们广泛关注。对各种大功率半导体激光器光纤耦合技术进行了简介和比较,并对国内外同类产品进行了概述与展望。     

高速激光器组件P-I曲线扭折问题研究

报告和分析了高速激光器组件中可能出现的3种P-I曲线扭折;指出了在驱动电流20~40mA、光功率0.3~5mW范围内的较小的P-I曲线扭折,为光学元件表面(或界面)和光纤端面光反射所致;讨论了避免或减小P-I曲线扭折的几种方法。     

IGBT强驱动电路的设计

根据脉冲渗碳电源要求,设计一种具有高可靠性、信号传输无延迟、驱动能力强等特点的IGBT强驱动电路,详细分析了工作原理,并对电路测试中出现的电流尖峰进行了抑制。在此基础上得出几个主要影响驱动电路的因素。实际用于大功率IGBT桥电路驱动,工作稳定可靠。结果表明,所设计的电路结构简单,驱动能力强,可靠性高,且对用变压器驱动大功率全桥电路有通用性。     

微型全固态0.53μm绿光激光器的研究

研究成微型全固态绿激光器。用独特的整体探温技术,并把全部元件全部元件固化为一个整体,从而提高敢器件效率、激光输出功率和光束指向稳定性,全部采用国产元件以降低器件成本。用１Ｗ国产半导体激光器得到１９５ｍＷ和０．５３μｍ绿激光稳定输出。该器件体积小,效率高,利用方便。     

高重频可调小型高功率半导体激光电源研究

为了获得高功率、高重频半导体激光脉冲,设计了一种体积小、重量轻、造价低的纳米级大功率半导体激光器驱动电源。采用改进的单稳态触发器产生窄脉冲,经放大后驱动快速开关MOSFET获得大电流窄脉冲;电源脉冲电流驱动能力0A～80A,脉冲上升时间2.8ns,下降时间3.8ns,脉冲宽度5ns～500ns范围内可调,最小5.2ns,重复频率可达200kHz。用该电源实验测试了激光波长为905nm的半导体激光器,在重复频率为10kHz时,激光脉冲峰值功率达到70W以上。结果表明,采用窄脉冲驱动MOSFET可以得到高重复频率10ns以内的大电流窄脉冲,可以驱动大功率半导体激光器,若驱动100A以上的激光器需进一步研究。