半导体激光器驱动电路及包括该电路的半导体激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光领域，更具体地说，涉及一种响应时间快、峰值电流大的亚纳秒级的半导体激光器驱动电路及包括该电路的激光器。
【背景技术】
[0002]随着半导体激光技术的发展和应用，小型化的半导体脉冲激光器在测量、工业和军事领域使用愈来愈广泛。在激光传感、激光测距、激光扫描、医疗电子和军事通途等方面，都需要极窄脉宽和大峰值电流的半导体激光二极管。脉冲的宽度越窄，则空间分辨率越高，厘米级甚至毫米级的分辨率需要达10ps级别的脉宽驱动，同时脉宽越小，就要求更大的峰值电流，以保证系统的信噪比。
[0003]传统的脉冲激光器的驱动电路，一般采用MOSFET作为开关器件，甚至采用价格极为昂贵的射频大功率MOS管。但是MOSFET的输入电容达百pF级别，其驱动信号的上升下降沿很难做到1ns以下，因此MOSFET很难将开关时间降到15?20ns以下，特别是在达几十安培的大脉冲电流的情况下，其驱动电路也很难将激光脉冲做到15ns以下。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述脉冲宽度受限、峰值驱动电流较小的缺陷，提供一种响应时间快、峰值电流大的亚纳秒级的半导体激光器驱动电路及包括该电路的激光器。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种半导体激光器驱动电路，包括用于接收外部触发信号并产生正向窄脉冲的微分电路、雪崩三极管、储能电容、用于在所述雪崩三极管断开时对所述储能电容进行充电的充电电路、用于在所述雪崩三极管导通时接收所述储能电容放电释放的能量以驱动半导体激光器产生脉冲激光的光脉冲产生电路；
[0006]所述微分电路的输出端连接至所述雪崩三极管的基极，所述雪崩三极管的集电极经由一限流电阻连接至内部电源，所述雪崩三极管的集电极还连接至储能电容的第一端，所述充电电路和光脉冲产生电路均连接在储能电容的第二端和所述雪崩三极管的发射极之间接地，所述雪崩三极管的发射极接地，其中，所述内部电源大于所述雪崩三极管的一次击穿电压小于所述雪崩三极管的二次击穿电压。
[0007]在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，所述微分电路包括第一电容、第一电阻、第二电阻；所述第一电容的第一端用于接收所述触发信号，所述第一电容的第二端通过所述第一电阻连接至所述雪崩三极管的基极，所述第二电阻的一端连接在所述雪崩三极管的基极、所述第二电阻的另一端接地。
[0008]在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，光脉冲产生电路包括第一电感和半导体激光二极管；所述储能电容的第二端连接至所述半导体激光二极管的阴极，所述半导体激光二极管的阳极经由所述第一电感连接至所述雪崩三极管的发射极。
[0009]在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，所述充电电路包括续流二极管和第四电阻；所述储能电容的第二端连接至续流二极管的阳极和第四电阻的一端，所述续流二极管的阴极和第四电阻的另一端均连接至所述雪崩三极管的发射极。
[0010]在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，所述驱动电路还包括用于对产生的脉冲激光进行整形的整形滤波电路，所述整形滤波电路连接在所述储能电容的第二端和所述雪崩三极管的发射极之间接地。
[0011 ] 在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，所述整形滤波电路包括滤波电容和第二电感；所述滤波电容和第二电感串联在所述储能电容的第二端和所述雪崩三极管的发射极之间。
[0012]在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，所述雪崩三极管的型号为ZTX415o
[0013]在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，所述微分电路的输入端还连接有用于接收所述触发信号并对该触发信号进行缓冲放大的缓冲放大电路。
[0014]在本实用新型所述的半导体激光器驱动电路中，所述缓冲放大电路包括型号为TC4422A的芯片。
[0015]本实用新型还公开了一种包括所述的半导体激光器驱动电路的半导体激光器，
[0016]实施本实用新型的半导体激光器驱动电路及包括该电路的激光器，具有以下有益效果:本实用新型在导通时光脉冲产生电路可接收储能电容放电释放的能量可以产生脉冲激光，雪崩三极管在其基极被驱动而导通时能形成快速的雪崩效应，为产生亚纳秒级的脉冲提供前提条件，响应时间快；通过调整微分电路的阻容参数可以决定最大可能的脉冲宽度，脉冲宽度可调，重复性好，而且采用微分电路，则只取决于触发信号的前沿，降低了对触发信号传输过程中的PCB设计要求；增加储能电容容值和电源电压大小即可提高驱动电流的大小，亦可调整脉冲宽度；充电电路可以在雪崩三极管断开时对储能电容进行充电，亦可对脉宽进行微调。进一步的，滤波电容和第二电感形成的整形滤波电路，可对脉冲波形进行整形，提升脉冲波形的陡峭度。
【附图说明】
[0017]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0018]图1是本实用新型半导体激光器驱动电路的较佳实施例的电路结构示意图；
[0019]图2是本实用新型半导体激光器驱动电路的另一实施例的部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0021]参考图1，是本实用新型半导体激光器驱动电路的电路结构示意图。
[0022]本实用新型的半导体激光器驱动电路，包括用于接收外部触发信号并产生正向窄脉冲的微分电路10、雪崩三极管Q1、储能电容C2、用于在所述雪崩三极管Ql断开时对所述储能电容C2进行充电的充电电路30、用于在所述雪崩三极管Ql导通时接收所述储能电容C2放电释放的能量以驱动半导体激光器产生脉冲激光的光脉冲产生电路20。
[0023]优选的，较佳实施例中，所述驱动电路还包括用于对产生的脉冲激光进行整形的整形滤波电路40。
[0024]其中，所述微分电路10的输出端连接至所述雪崩三极管Ql的基极，所述雪崩三极管Ql的集电极经由一限流电阻R3连接至内部电源，所述内部电源大于所述雪崩三极管Ql的一次击穿电压小于所述雪崩三极管Ql的二次击穿电压，所述雪崩三极管Ql的集电极还连接至储能电容C2的第一端，所述充电电路30、光脉冲产生电路20、整形滤波电路40均连接在储能电容C2的第二端和所述雪崩三极管Ql的发射极之间接地，所述雪崩三极管Ql的发射极接地。
[0025]具体的:所述微分电路10包括第一电容Cl、第一电阻R1、第二电阻R2 ;光脉冲产生电路20包括第一电感LI和半导体激光二极管LDl ;所述充电电路30包括续流二极管Dl和第四电阻R4 ;所述整形滤波电路40包括滤波电容C3和第二电感L2。
[0026]所述第一电容Cl的第一端用于接收所述触发信号，所述第一电容Cl的第二端通过所述第一电阻Rl连接至所述雪崩三极管Ql的基极，所述第二电阻R2的一端连接在所述雪崩三极管Ql的基极、所述第二电阻R2的另一端接地。所述储能电容C2的第二端连接至所述半导体激光二极管LDl的阴极，所述半导体激光二极管LDl的阳极经由所述第一电感LI连接至所述雪崩三极管Ql的发射极。所述储能电容C2的第二端连接至续流二极管Dl的阳极和第四电阻R4的一端，所述续流二极管Dl的阴极和第四电阻R4的另一端均连接至所述雪崩三极管Ql的发射极。所述滤波电容C3和第二电感L2串联在所述储能电容C2的第二端和所述雪崩三极管Ql的发射极之间。
[0027]微分电路10用于检测触发信号TRIG的上升沿，产生出一个正向窄脉冲，由于只取决于触发信号的前沿，降低了对触发信号传输过程中的PCB设计要求。雪崩三极管Ql用于快速的导通和关断，为产生亚纳秒级的脉冲提供前提条件，响应时间快，由于雪崩三极管Ql在雪崩状态下的快速开通能力和瞬时大电流导通性，能为脉冲激