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半导体激光器电源设计技术汇总

  8.输出功率可调激光二极管驱动电源设计

  LD(激光二极管)不仅具有一般激光器高单色性、高相干性、高方向性和准直性的特点,还具有尺寸小、重量轻、低电压驱动、直接调制等特性,因而广泛应用于国防、科研、医疗、光通信等领域。然而,由于LD是一种高功率密度并具有极高量子效率的器件,对于电冲击的承受能力差,微小的电流波动将导致光功率输出的极大变化和器件参数的变化,这些变化直接危及器件的安全使用,因而在实际应用中对驱动电源的性能和安全保护有着很高的要求。在驱动电源的设计过程中,同时考虑对LD进行安全有效保护,如防止浪涌冲击,慢启动等问题。

  1电路结构及原理

  LD是依靠载流子直接注入而工作的,注入电流的稳定性对激光器的输出有直接、明显的影响,因此,LD驱动电源需要为LD提供一个纹波小,毛刺少的稳恒电流。该LD驱动电源包括4部分:基准电压源,恒流源电路,脉冲控制电路,保护电路。结构框图如图1所示。

  基准电压源电路构成如图2所示,其作用是为恒流源电路提供一个高精度,低温漂的电压参考,同时,为电路中的集成电路(如光耦合器、运算放大器、反相器等)提供稳定工作电压。

  LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路,输出电压范围是1.2~37V,负载电流最大为1.5A,使用简单。其工作过程如下:输出电压Vout通过R1、VQ1,对C2充电,开始时VQ1饱和导通,Vout最低(约1.5V)。随着C2上电压的升高,VQ1逐渐退出饱和并趋于截止,Vout逐渐升高至额定电压。改变R1、C2的常数可改变软启动的时间。改变可变电阻R2的值,可调整输出电压Vout的值。VD1用于关机后使C2上的电荷快速泄放。

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