高精度溫控半導(dǎo)體激光器驅(qū)動系統(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)計了一種針對脈沖式半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動源。該脈沖驅(qū)動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)動源能在為導(dǎo)體激光器提供大電流、窄脈沖驅(qū)動的同時，穩(wěn)定激光器的波長，保證激光器的安全工作。
　　在對比了多種脈沖產(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、雪崩管窄脈沖產(chǎn)生級組成。觸發(fā)脈沖級由集成元件作為脈沖的產(chǎn)生與整形電路，經(jīng)由一級單管雪崩級電路后，送入納秒Marx Bank雪崩電路，形成了實際輸出幅度為1.35KV，脈沖寬度為1.85ns、峰值電流達到27A的大電流、窄脈沖。該電路具有脈沖上升時間短，幅度大、脈寬窄、頻率可調(diào)等特點。
　　半導(dǎo)體溫度控制模塊是本設(shè)計的重點，主要分為溫度傳感器采樣電路、溫度控制與TEC驅(qū)動電路組成。溫度傳感器采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，進

3、行溫度的采樣。溫度控制電路方面采用STC12C5410AD單片機作為主控芯片，進行A/D轉(zhuǎn)換取得熱敏電阻傳遞的采樣溫度，同時運用軟件編程實現(xiàn)用增量式PID算法輸出控制量控制PWM。通過PWM控制功率開關(guān)器件MOSFET的通斷來實現(xiàn)對通過半導(dǎo)體制冷器的平均電流的調(diào)節(jié)，從而實現(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LCD、鍵盤、RS232接口來實現(xiàn)對恒溫溫度的設(shè)置，并能夠通過對系統(tǒng)上下限報警溫度的設(shè)置，實現(xiàn)對半導(dǎo)體激光器異常