一种低功率980nm波长半导体激光器驱动电路的制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种低功率980nm波长半导体激光器驱动电路，适用于信息处理领域。

背景技术：

半导体激光器具有其他激光器无法比拟的特性，如：低电压驱动、激励方式安全、效率高等，广泛应用于远距离通讯、数字信号的存储和恢复、激光测距、全息应用等方面，半导体激光器对工作条件要求苛刻，受工作温度和驱动电流的影响较大，开发性能稳定可靠，电流固定输出的驱动电路对于半导体激光器正常工作具有非常重要的实用价值。

影响半导体激光器输出功率漂移的因素很多，可以非为电噪声和光噪声。光噪声是指输出光功率的涨落，电噪声是指激光端电压的涨落。从噪声产生的机理上划分，半导体激光器的噪声主要分为：光子的自发辐射噪声、电噪声、热噪声、老化噪声等。

高性能的980nm波长半导体激光器(ld)在激光器、光放大器、光信息处理等领域具有重要应用。半导体激光驱动电路是激光引信的重要组成部分。稳定的驱动电路是实现高性能980nm波长泵浦激光器的重要保证。由于ld对于电流变化的承受能力较差，微小的电流变化将导致光输出的极大变化，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稳定和安全保护有着很高的要求。由于开关电路要求前一级电路有较强的驱动能力，因此，对脉冲产生电路的要求是：能够产生开关电路所需地激励信号，并且电路射出有较强的驱动能力。为了保证激光器的稳定工作、性能可靠和使用寿命长，需要设计出具有抗干扰能力强、具有保护特性的电源及驱动电路。

技术实现要素：

本发明提供一种低功率980nm波长半导体激光器驱动电路，电路结构紧凑，体积小，具有良好的温度、电流稳定性，制作成本低廉，工作稳定，适应性好，提高了工作效率，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

本发明所采用的技术方案是。

低功率980nm波长半导体激光器驱动电路由电源及保护电路、电流驱动电路、温控电路、显示电路组成。

所述电源及保护电路用12v的开关电源供电，滤波后经三端集成器u1(lm7806)转变为6v电压，通过电阻r12给大电容c14充电，电容c12连接三极管的基极，电容c11在充电的过程中电压不断升高使得功率管q3，q4的状态由截止变为导通，当电容充满电时，功率管处于导通状态，电压输出端输出约5v的电压。在输出端并联几个滤波电容，使输出电压纹波更小。该电路给激光器的驱动电路、温控电路以及显示电路供电。

所述电流驱动电路为电流串联负反馈电路，由r8采样的电压经过电压跟随器反馈给运算放大器的反向输入端，正向输入端接滑动变阻器，改变滑动变阻器阻值可以改变正向输入电压，r8的采样电压u8等于滑动变阻器输入运放正向输入端的电压，范围为0-2v可调，变化范围为0-200ma，即通过ldm9p603的电流在0-200ma范围内连续可调。r8选用康铜丝作为采样电阻，康铜电阻稳定性好，电阻随温度变化小，q3，,q4作为调整管，d2为开关二级管in4148，用于减少电流的改变对激光器的损害。

所述温控电路控制ld泵浦模块的温度变化响应，使热电致冷器的驱动电流维持在合适的工作温度，其核心部分是maxim公司的max1969芯片。max1969是高度集成、高效率的脉冲宽度调制开关型驱动器，可以实现0.01℃的控制精度。采用直接电流控制，消除了热电致冷器中的浪涌电流。

所述显示电路主要由8位单片机stci2csa60s2和1602液晶显示器构成，用于显示激光器的工作电流与功率的大小，实时监测激光器的工作状态。stci2csa60s2是一种增强型51单片机，不仅速度比89c52快，而且内部还集成了一个8通道的10位adc，转换速度为250khz，该adc精度高，转换速度较快，完全可以满足测量要求。将一个精度较高、稳定性好的小电阻r1与激光器串联，通过单片机测量电阻r1两端的电压u1。

本发明的有益效果是：电路结构紧凑，体积小，具有良好的温度、电流稳定性，制作成本低廉，工作稳定，适应性好，提高了工作效率，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的电源电路。

图2是本发明的电流驱动电路。

图3是本发明的温控电路。

图4是本发明的显示电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，电源及保护电路用12v的开关电源供电，滤波后经三端集成器u1(lm7806)转变为6v电压，通过电阻r12给大电容c14充电，电容c12连接三极管的基极，电容c11在充电的过程中电压不断升高使得功率管q3，q4的状态由截止变为导通，当电容充满电时，功率管处于导通状态，电压输出端输出约5v的电压。在输出端并联几个滤波电容，使输出电压纹波更小。该电路给激光器的驱动电路、温控电路以及显示电路供电。

如图2,电流驱动电路为电流串联负反馈电路，由r8采样的电压经过电压跟随器反馈给运算放大器的反向输入端，正向输入端接滑动变阻器，改变滑动变阻器阻值可以改变正向输入电压，r8的采样电压u8等于滑动变阻器输入运放正向输入端的电压，范围为0-2v可调，变化范围为0-200ma，即通过ldm9p603的电流在0-200ma范围内连续可调。r8选用康铜丝作为采样电阻，康铜电阻稳定性好，电阻随温度变化小，q3，,q4作为调整管，d2为开关二级管in4148，用于减少电流的改变对激光器的损害。

如图3，温控电路控制ld泵浦模块的温度变化响应，使热电致冷器的驱动电流维持在合适的工作温度，其核心部分是maxim公司的max1969芯片。max1969是高度集成、高效率的脉冲宽度调制开关型驱动器，可以实现0.01℃的控制精度。采用直接电流控制，消除了热电致冷器中的浪涌电流。

如图4，显示电路主要由8位单片机stci2csa60s2和1602液晶显示器构成，用于显示激光器的工作电流与功率的大小，实时监测激光器的工作状态。stci2csa60s2是一种增强型51单片机，不仅速度比89c52快，而且内部还集成了一个8通道的10位adc，转换速度为250khz，该adc精度高，转换速度较快，完全可以满足测量要求。将一个精度较高、稳定性好的小电阻r1与激光器串联，通过单片机测量电阻r1两端的电压u1。

技术特征：

技术总结
一种低功率980nm波长半导体激光器驱动电路，适用于信息处理领域。驱动电路由电源及保护电路、电流驱动电路、温控电路、显示电路组成。电路结构紧凑，体积小，具有良好的温度、电流稳定性，制作成本低廉，工作稳定，适应性好，提高了工作效率，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

技术研发人员：陶崇立
受保护的技术使用者：陶崇立
技术研发日：2016.08.22
技术公布日：2018.03.06