用于光频标半导体激光器温度控制电路的设计

半导体激光频标的核心是半导体激光器,其输出激光的线宽与稳定性是影响频标性能指标的重要因素之一。半导体激光器对工作温度很敏感,需要有恒定温度保证半导体激光器工作稳定。本文在借鉴常用的一些温控电路的基础上,给出了一种实用的控制精度较高的温控电路设计,实现了对激光器工作温度的控制。并对整个电路做出了实验仿真和测试,系统控温精度达到0.01℃。     

仿真软件在脉冲激光器驱动电源设计中的应用

分析了半导体激光器对驱动电源的要求,介绍了仿真软件Multisim的主要功能及特点,利用Multisim设计了性能稳定的脉冲激光器驱动电源,给出了脉冲频率、占空比等参数的理论及实验值.     

脉冲激光峰值功率快速可调方法研究

激光引信弹目交会过程时间短,激光回波功率变化迅速,如何真实模拟激光回波功率是一个难点. 为此,通过对弹目交会过程中激光回波功率变化规律的分析与研究,提出通过改变脉冲半导体激光器驱动信号脉宽与激光器驱动电路供电电压的方法实现回波激光功率的变化变换. 在硬件设计中通过FPGA控制高速数模转换器,实现半导体激光器驱动电路供电电压的亚毫秒级的快速转换. 结果表明,系统可以实现脉冲周期100 μs内半导体激光器输出功率的快速、准确变化.     

50mA半导体激光器驱动电源电路设计

本设计为一小功率半导体激光器驱动电源电路,选用稳压管、运放、三极管、阻容元件等常规元器件,通过脉冲形成、驱动、反馈控制等环节,完成电路设计。文中分析了主电路和控制电路的工作原理,给出了测试结果。本设计具有电路简单、性能可靠、价格低廉等特点。     

高精度和高稳定性半导体激光器恒流驱动电源

基于输入电流的微小变化可以引起半导体激光器输出波长和功率显著改变的特征,研制了一种高精度、高稳定性半导体激光器恒流驱动电源。该电源利用运算放大器和场效应管组成恒流源电路,消除了供电电源对输出电流特性的影响,使输出电流仅受调谐电压的变化而改变,提高了输出电流的稳定度;采用高精度基准电压源使调谐电压具有极高的输出精度和稳定度,增强了输出电流的精度;电源慢启动电路避免了浪涌及高压静电等对激光器的损坏,限流保护电路使流过激光器的正向电流不超过允许最大电流值,启停控制电路可根据实验需求随时关闭激光器而不影响电路的其他功能,实现了对激光器的可靠保护。测试结果表明,该电源在输出电流0～200 mA范围内连续可调,输出电流精度为0.01 mA,长期稳定度约为0.004%,具有恒流特性好、纹波小、保护电路可靠、抗干扰能力强、成本低、易实现等特点。     

基于模型设计的半导体激光器电源控制系统

针对传统半导体激光器电源控制系统中,人工编写软件代码与硬件电路分开设计和测试,存在的开发周期冗长、代码不规范、关联性不强等问题,采用模型设计的方法替代传统人工软件编程。首先通过MATLAB/Simulink进行模型设计和系统仿真,使用DSP 28335作为控制芯片,分层设计环路控制建立离散闭环模型,然后对控制部分进行软硬件在环测试,搭建代码模型和配置参数,使用Simulink自动生成代码,编译后下载到DSP控制器。实验结果表明：使用模型设计可以极大地缩短半导体激光器电源控制系统的开发周期,避免了人工编写软件代码的不规范问题,加强了开发过程中软硬件的关联性,具有较高的工程应用价值。     

大功率半导体激光器恒温系统

采用半导体制冷和风冷混合制冷的方式对大功率半导体激光器进行恒温工作控制.通过实验研究半导体激光器的工作温度保持在45℃以内,控温精度在±0.1℃的状态下稳定工作,半导体激光器输出功率达到15.28W.     

基于STM32的DFB气体激光器驱动电路设计与实验

可调谐半导体激光吸收光谱技术气体痕量检测系统中,激光器驱动电路存在模块体积大、电流纹波大、温度漂移严重、响应速度慢等问题,容易导致激光器波长偏离谱线吸收峰,影响系统测量精度。为解决上述问题,首先设计集高精度恒流源、实时监测电路、电阻-电压变换电路、温度采集电路、MAX1978制冷器控制芯片、数字PID整定算法等于一体的激光驱动器;然后,实验测试激光驱动器对DFB激光器(1 627 nm)电流调谐与温度控制的性能,分析确定DFB激光器波长的电流调谐系数、温度调谐系数以及内部温度误差来源;最后,通过改进B值计算及校正方法,对激光驱动器温度控制误差进行补偿,实现DFB激光器输出波长的精准锁定。实验表明:改善后的激光驱动器较传统激光驱动器的驱动电流绝对误差降低54.5%(±0.005 mA);控制温度绝对误差降低71.4%(±0.01℃);响应时间提高2.98倍(0.067 s/℃);C_2H_4气体检测系统精度提高17%。研究结果为TDLAS气体检测方法的应用提供了可靠的技术支撑。     

基于DSP的数字化控制电源

介绍了一种采用基于TMS320F240DSP控制的数字化电源的构成和原理,系统包括模块化的开关电源,DSP控制电路,信号采集和放大电路,保护电路等部分,结合软件设计,可实现半导体激光器的可靠运行和工作电流的稳定准确输出.     

基于单片机的外腔半导体激光器控制系统的设计

设计了一种以单片机为核心,结合PID控制系统等外围电路的半导体激光器的高精度控制器.半导体激光器驱动电流精度达1.5×10-5,长时间工作(12h以上)偏置电流变化小于1μA,温度控制精度达到10-3℃.用该系统来控制光栅外腔半导体激光器,得到了功率稳定、波长单一的激光输出,长时间工作没有出现跳模现象.     

高功率固体激光器晶体断裂的故障分析及防护

分析了近几年频繁发生的高功率固体激光器晶体断裂的故障原因，提出了增强激光器系统的整体抗干扰能力和谐振腔光路准直要求的解决措施，引起高功率固体激光器晶体断裂的主要原因是电源受到干扰产生瞬时连通现象，针对电源干扰设计了激光电源过电流保护电路。经实际应用证明，这些措施对高功率固体激光器晶体断裂故障能起到有效的防护作用，为固体激光器的可靠运行提供了保障。     

应用于MOPA的可编程半导体脉冲种子源激光器的设计与实现

设计出一种高速可编程的半导体脉冲种子源激光器,用于主震荡功率放大器脉冲光纤激光器。具有较大的峰值电流、1 Hz～1 MHz的可调重复频率、20 ns～0.5μs的连续可调整脉冲宽度。测试结果显示此可编程半导体脉冲种子源激光器工作性能稳定可靠。     

脉冲测速仪中激光器的研究

本文针对国内测速仪的应用现状,对目前脉,中激光测速仪的电源进行研究,提出了高效的驱动电路,利用高速场效应管作为纳秒开关,通过电容充放电来产生脉宽很窄的大电流脉冲,驱动半导体激光器发出脉冲激光。使测量精度得以提高。     

基于ADuC812的大功率半导体激光器恒流源设计

恒流源是半导体激光器正常稳定工作的重要保证。根据大功率半导体激光器驱动电源的技术指标要求,设计了基于ADuC812的数控恒流源方案。该恒流源采用大功率MOSFET作为调整管,以霍尔电流传感器作为电流采样反馈,实现了对输出电流的0-50A的线性控制,稳流精度为0．1A。并设计了过流保护电路以及软件上的中值滤波算法,提高了半导体激光器的抗冲击能力和工作稳定性。通过与大功率半导体激光器的联调测试,证明了恒流源的稳定性．达到了设计要求的性能指标。     

我省已公布的专利简介(四)

实用新型名称:一种连续改变激光脉冲频率的电源分类号:HO1S3/10GG85201364这是一种连续改变激光脉冲频率的电源。它用连续可调振荡器和可变信频器来替代脉冲激光器中的固有频率振荡器,并由连续可调振荡器控制电光调制器来调制脉冲激光器,从而得到频率连续可调的激光脉冲。     

紫外激光器的发展及应用

本文收集记录了随着光电子技术的发展中紫外激光器的革命过程以及最新激光仪器,不同的激光仪器各有千秋,避免了上代仪器的缺点,以高重复率激光器和高功率激光器为例,分别代表了两种不同的脉冲激光器产品。多年来紫外激光由气体激光器到固体激光器产生了一大飞跃,目前人们广泛使用的对宽禁带半导体进行打标的高重复率紫外激光器对半导体工业市场产生了巨大的影响。未来科学家将努力把纳米技术运用到微型光电器件的组成中。     

脉冲驱动电源的设计与性能分析

采用低漂移高精度运算放大器进行恒流控制,时基电路NE555组成的单稳态触发器对脉冲宽度进行调制,设计了串联式脉冲半导体激光器驱动电源。该电源脉宽在0～100ms范围内可调,电流在0～3A范围内可调。通过精心选择元器件,获得了稳定的脉冲电流。另外该电源对激光二极管具有较好的保护功能,可用于激光点火系统。     

新型单模半导体激光器实验教学中的关键基础问题讨论

半导体激光技术是光学工程硕士研究生的核心专业课程,在掌握激光原理的理论基础知识之上,进行实验研究是十分关键的一个环节,而在半导体激光器的研究与开发中,单模法布里-珀罗半导体激光器是最近几年才发展起来的一种新型结构的激光器。笔者对此新型单模半导体激光器件的基本结构和工作原理做介绍,多模激光器在内置反馈外腔的作用下,由于强烈的模式竞争,很容易实现激光器输出具有较高边摸抑制比的单模激光谱,输出的单模激光随激光器操作温度发生漂移。对学生在实验研究过程所遇到的注入锁定行为的关键物理问题做详细的探索性分析和讲解。注入功率和波长失谐是促使激光器发生注入锁定行为的2个重要参数,随波长失谐的增加,使激光器发生注入锁定行为的阈值功率也将被提高,注入功率越高,使激光器发生锁定行为的波长失谐范围也越大。     

K785-5W半导体激光器驱动技术

半导体激光器因其良好的性能在光通信技术领域应用范围很广,它能直接进行电子-光子的转换,而且效果很理想。伴随着光通信的迅猛发展,不仅半导体激光器技术发展的越来越成熟,驱动技术也越来越先进,因为驱动技术是半导体激光器正常工作必不可少的条件。信标光光源是空间光通信发射模块的一部分,整个发射系统性能好坏由光信标性能决定,而其驱动电路是衡量光信标性能的重要标准。该文的核心内容是对K785-5W激光器温度进行控制,通过驱动电路的设计达到改善信标光光源性能的目的。     

高功率固体Nd：YAG激光电源系统结构的研究

阐述了高功率固体Ｎｄ：ＹＡＧ激光电源系统结构,提出采用现代高精度大容量的半导体可控硅整流模块建立新型激光电源系统结构,并对新系统结构的关键部分的功能进行了论述,通过新旧系统结构相关参数的测试,证明新的激光电源系统结构体积小,重量轻,光电转换效率高,激光输出稳定性能好等优良特点。