专利名称：一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路，属于电子电路技术领域。
背景技术：
由于半导体激光器对注入电流和环境温度等一些因素的依赖性很大，因此在使用半导体激光器的控制系统中，必须配备自动功率控制、自动温度控制等一系列控制系统，用于保证稳定的功率输出。避免因为功率过大而损坏激光器件或其他器件，达到系统稳定エ 作的要求。在半导体激光器控制系统的设计过程中，通常通过电路实验获得控制系统的可靠性。激光器包括半导体激光器，要达到激光输出，其条件是相当苛刻的，既要实现粒子数反转，还要达到增益大于损耗，可见用真实的激光器来模拟控制系统的可靠性，其代价是相当大的，因此需要寻求方便简单的方法。本设计就是采用电路模拟的方法，用电路中的输入、输出电信号来模拟半导体激光器和光电探测器的功能，从而避免使用真实的半导体激光器和光电探测器，达到了方便简单的作用。
发明内容
本发明的目的在于设计一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路装置，用于在电路模拟实验中模拟自动功率控制功能。根据半导体激光器的P-I曲线和光电探测器的 I-P曲线，用电路中的电信号来模拟各种參数的关系，设计ー种电路装置来模拟自动功率控制的功能。本发明的技术方案是这样实现的一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路，包括设定电流电压转换电路、探測电流电压转换电路、差分放大电路和反馈电路；设定电流电压转换电路是由Ql和Q3组成镜像电流源，Ql的漏极通过可调电阻R1连接电源的正扱，Q2为有源负载，Q2的漏极连接Q3的漏扱，Q2的源极连接电源的正极；探測电流电压转换电路是由Q5和Q6组成镜像电流源，Q4 为有源负载，Q4的漏极连接Q5的漏扱，Q4的源极连接电源的正极；差分放大电路是由Q9、 QlO构成差分放大器，电阻R3、R4为负载电阻，Q9的漏极和QlO的漏极分别通过电阻R3和R4 连接电源的正扱，Q9的源极和QlO的源极相连，Q7和Q8组成镜像电流源，Q7通过可调电阻 R2连接电源的正极，Q8的漏极连接Q9的源极；反馈电路为由Q11、Q12、电阻R6和电阻も构成的比例电流源，Qll的源极通过R6、R7与Q12的源极连接，Qll的漏极通过可调电阻R5连接Q5的源极，Q6为有源负载，Q12的漏极连接Q6的漏极；设定电流电压转换电路的Q3的漏极连接到差分放大电路的Q9的栅极，Q9的漏极连接到反馈电路中电阻も、R7的公共端， 探测电流电压转换电路的Q5的漏极连接到差分放大电路的QlO的栅极。所述的Q1-Q12 为 MOS 管，Q1、Q3、Q5-Q8 的型号为 IRFP150 或 IRFP151，Q2、Q4 的型号为 IRF9620 或 IRF9610，Q9、Q10 的型号为 IRFF220 或 IRFF222，Q11、Q12 的型号为 IRM9140。工作原理
半导体激光器在封装的过程中，会封装一个背向光光电检测ニ极管，因此利用ro 探测激光器的输出光功率，即用ro的探测电流来表征LD输出光功率，并通过设定ー额定电流Isrt (此电流对应最佳输出光功率的探測电流)与ro探測电流Ipd进行比较当Ipd > Iset 时，表征此时的激光输出功率大于额定功率，应减小激光器的注入电流ild，从而降低激光输出功率；当Ipd< Isrt时，表征此时的激光输出光功率小于额定功率，应增大激光器注入电流 Ild，从而升高激光器输出功率；最终达到Ipd = IsetO本发明的优点I、本发明通过常用的电路元件来模拟半导体激光器自动功率控制，避免使用真实的激光器件，为实验条件下器件的应用提供了一种解决思路。2、本发明首次提出了一种在电路中通过电路元件来模拟光学器件功能的电路装置，为电路的模拟实验提出了新的解决思路。
图I是本发明的电路结构图。其中，101为设定电流的电压转换电路，102为探测电流的电压转换电路，103为差分放大电路，104为反馈电路。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进ー步说明。实施例I :—种模拟半导体激光器自动功率控制的电路，如图I所不，包括设定电流电压转换电路、探測电流电压转换电路、差分放大电路和反馈电路；设定电流电压转换电路是由 Ql和Q3组成镜像电流源，Ql的漏极通过可调电阻R1连接电源的正扱，Q2为有源负载，Q2 的漏极连接Q3的漏扱，Q2的源极连接电源的正极；探測电流电压转换电路是由Q5和Q6组成镜像电流源，Q4为有源负载，Q4的漏极连接Q5的漏扱，Q4的源极连接电源的正极；差分放大电路是由Q9、QlO构成差分放大器，电阻R3、R4为负载电阻，Q9的漏极和QlO的漏极分别通过电阻R3和R4连接电源的正扱，Q9的源极和QlO的源极相连，Q7和Q8组成镜像电流源，Q7通过可调电阻R2连接电源的正扱，Q8的漏极连接Q9的源极；反馈电路为由Q11、Q12、 电阻R6和电阻R7构成的比例电流源,Qll的源极通过R6、R7与Q12的源极连接，Qll的漏极通过可调电阻R5连接Q5的源扱，Q6为有源负载，Q12的漏极连接Q6的漏极；设定电流电压转换电路的Q3的漏极连接到差分放大电路的Q9的栅极，Q9的漏极连接到反馈电路中电阻 R6、R7的公共端，探测电流电压转换电路的Q5的漏极连接到差分放大电路的QlO的栅极。所述的Q1-Q12 为 MOS 管，Ql、Q3、Q5-Q8 的型号为 IRFP150，Q2、Q4 的型号为 IRF9620, Q9、QlO 的型号为 IRFF220, Qll、Q12 的型号为 IRM9140。实施例2:一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路，电路结构与实施例I相同，不同之处在于，QU Q3、Q5-Q8的型号为IRFP151，Q2、Q4的型号为IRF9610, Q9、QlO的型号为 IRFF222。
权利要求
1.一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路，其特征在于，包括设定电流电压转换电路、探测电流电压转换电路、差分放大电路和反馈电路；设定电流电压转换电路是由Ql 和Q3组成镜像电流源，Ql的漏极通过可调电阻R1连接电源的正极，Q2为有源负载，Q2的漏极连接Q3的漏极，Q2的源极连接电源的正极；探测电流电压转换电路是由Q5和Q6组成镜像电流源，Q4为有源负载，Q4的漏极连接Q5的漏极，Q4的源极连接电源的正极；差分放大电路是由Q9、QlO构成差分放大器，电阻R3、R4为负载电阻，Q9的漏极和QlO的漏极分别通过电阻&和1 4连接电源的正极，Q9的源极和QlO的源极相连，Q7和Q8组成镜像电流源， Q7通过可调电阻R2连接电源的正极，Q8的漏极连接Q9的源极；反馈电路为由Q11、Q12、电阻R6和电阻R7构成的比例电流源,Qll的源极通过R6、R7与Q12的源极连接，Qll的漏极通过可调电阻R5连接Q5的源极，Q6为有源负载，Q12的漏极连接Q6的漏极；设定电流电压转换电路的Q3的漏极连接到差分放大电路的Q9的栅极，Q9的漏极连接到反馈电路中电阻 R6、R7的公共端，探测电流电压转换电路的Q5的漏极连接到差分放大电路的QlO的栅极。
2.如权利要求I所述的一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路，其特征在于，所述的 Q1-Q12 为 MOS 管，Q1、Q3、Q5-Q8 的型号为 IRFP150 或 IRFP151，Q2、Q4 的型号为 IRF9620 或 IRF9610, Q9、QlO 的型号为 IRFF220 或 IRFF222, Qll、Q12 的型号为 IRM9140。
全文摘要
一种模拟半导体激光器自动功率控制的电路，属于电子电路技术领域。包括设定电流电压转换电路、探测电流电压转换电路、差分放大电路和反馈电路四个部分，电压转换电路将设定电流和探测电流经同等电路把电流信号转化为电压信号，差分放大电路的作用是得到较大增益的差模输出信号和较小增益的共模输出信号，最终得到合理的输出电压驱动半导体激光器的注入电流，由于半导体激光器注入电流与光电探测器探测电流有线性关系，反馈电路采用的是比例电流源。本发明是用电路完全模拟半导体激光器自动功率控制的功能，避免使用真实的激光器件，为实验条件下器件的应用提供了一种解决思路。
文档编号H01S5/042GK102593713SQ201210057780
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者刘旋, 安守磊, 张飒飒, 蒋硕 申请人:山东大学