用于固體激光器泵浦的大功率脈沖LD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、激光器自20世紀(jì)60年代發(fā)明以來(lái),經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ?、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、生物醫(yī)療領(lǐng)域等不可或缺的一部分。雖然我國(guó)對(duì)半導(dǎo)體激光器的研究緊跟國(guó)外的步伐,但是對(duì)其驅(qū)動(dòng)電源的研究與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距,特別是同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電流脈沖幅度及脈寬可調(diào)方面的研究較少。本文正是基于此,并結(jié)合課題的需要,研制一臺(tái)大功率、脈沖及電流可調(diào)的LD驅(qū)動(dòng)電源。
　　本文在分析溫度、電流等對(duì)半導(dǎo)體激光器輸出特性影響的基礎(chǔ)上

2、,結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo),考慮LD各種損壞的可能性,提出一套半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電源的綜合設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)包含供電電路、電流控制、溫度控制、系統(tǒng)防護(hù)以及人機(jī)界面等。
　　供電電路根據(jù)不同的需求采用線性串聯(lián)型穩(wěn)壓和開(kāi)關(guān)降壓型穩(wěn)壓相結(jié)合的方式。以微控制器STM32F103RCT6的12位快速DA輸出作為電流控制信號(hào),通過(guò)高速、低噪聲運(yùn)算放大器OP37與采樣電流的比較結(jié)果調(diào)整驅(qū)動(dòng)管,實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖的脈寬、占空比、重復(fù)率等控制,調(diào)節(jié)輸出電流幅度。電流穩(wěn)定度優(yōu)

3、于0.5％,脈沖上升沿小于50nS。溫控部分,采用美國(guó)AD公司的ADT7420采集,并以基于數(shù)字PID算法的H橋驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷片,控制LD工作溫度。浪涌、靜電、過(guò)流和過(guò)溫等防護(hù)措施采用硬件加以控制,起到軟件、硬件雙重防護(hù)的效果,延長(zhǎng)LD的使用壽命。
　　最后對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行綜合測(cè)試,驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。使用該電源驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器獲得808nm脈沖激光,以此激光泵浦Nd:YAG晶體組成的DPSSL系統(tǒng),結(jié)合腔內(nèi)倍頻,獲得4