高精度溫控半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).pdf

1、本文詳細(xì)介紹了半導(dǎo)體激光器的工作原理及特性，在此基礎(chǔ)上提出并設(shè)計(jì)了一種針對(duì)脈沖式半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)源。該脈沖驅(qū)動(dòng)源主要由超短脈沖發(fā)生模塊與精密溫度控制模塊構(gòu)成。該驅(qū)動(dòng)源能在為導(dǎo)體激光器提供大電流、窄脈沖驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，穩(wěn)定激光器的波長(zhǎng)，保證激光器的安全工作。
　　在對(duì)比了多種脈沖產(chǎn)生方法之后，確定了由雪崩管作為超短脈沖發(fā)生模塊主要元件的方案。設(shè)計(jì)選擇了Zetex公司生產(chǎn)的專用雪崩管FMMT417作為窄脈沖產(chǎn)生模塊的核心器件。脈沖產(chǎn)生模

2、塊由觸發(fā)脈沖級(jí)、雪崩管窄脈沖產(chǎn)生級(jí)組成。觸發(fā)脈沖級(jí)由集成元件作為脈沖的產(chǎn)生與整形電路，經(jīng)由一級(jí)單管雪崩級(jí)電路后，送入納秒Marx Bank雪崩電路，形成了實(shí)際輸出幅度為1.35KV，脈沖寬度為1.85ns、峰值電流達(dá)到27A的大電流、窄脈沖。該電路具有脈沖上升時(shí)間短，幅度大、脈寬窄、頻率可調(diào)等特點(diǎn)。
　　半導(dǎo)體溫度控制模塊是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，主要分為溫度傳感器采樣電路、溫度控制與TEC驅(qū)動(dòng)電路組成。溫度傳感器采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，進(jìn)

3、行溫度的采樣。溫度控制電路方面采用STC12C5410AD單片機(jī)作為主控芯片，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換取得熱敏電阻傳遞的采樣溫度，同時(shí)運(yùn)用軟件編程實(shí)現(xiàn)用增量式PID算法輸出控制量控制PWM。通過(guò)PWM控制功率開關(guān)器件MOSFET的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)通過(guò)半導(dǎo)體制冷器的平均電流的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制，穩(wěn)定半導(dǎo)體激光器的溫度。溫控模塊能通過(guò)LCD、鍵盤、RS232接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)恒溫溫度的設(shè)置，并能夠通過(guò)對(duì)系統(tǒng)上下限報(bào)警溫度的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體激光器異常