半导体激光器的驱动电路、半导体激光器及激光雷达的制作方法

本技术涉及半导体激光器，具体而言，涉及一种半导体激光器的驱动电路、半导体激光器及激光雷达。

背景技术：

1、激光雷达系统使用飞行时间来测量激光发射点到物体的距离。在激光雷达系统中，激光脉冲被发送到物体，激光脉冲功率的一部分被反射或散射回来，通过感光器件接收并实现距离测量。激光器驱动电路的要求是电流脉冲的幅度、脉冲宽度和重复频率的组合。

2、现有常用的激光器具体而言，存在以下劣势：

3、第一，通常需要大量的能量来发射和接收激光脉冲，这在一些能源有限的应用场景中是一个问题。此外，部分系统需要提供不同的电压轨来驱动电路，同时还需要相对高压为激光器供电以输出大功率，这对于能量源也提出了诸多要求。

4、第二，由于模式控制、热效应等因素的影响，传统的激光雷达系统的波束可能会发散而不稳定，或者由于热量过高导致激光器的结构变形，致使发出的波束质量较差。

5、第三，热管理不足、驱动电流过冲、电路设计的不合理等诸多因素会导致激光器的结构在一段时间后发生退化，而激光器被用在高湿度或高温的环境中，可能会加速其退化过程，这都会导致使用寿命受到影响。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种半导体激光器的驱动电路，包括boost升压模块、栅极驱动模块及激光发射模块；所述boost升压模块的高压输出端与所述激光发射模块连接；所述栅极驱动模块包括栅极驱动电路，所述栅极驱动电路的输入端通过两路线路分别连接控制单元的两个不同的脉冲信号输出端，所述栅极驱动电路的输出端与所述激光发射模块的开关元件的栅极连接，所述栅极驱动电路将输入的两个脉冲信号进行逻辑运算后输出；所述激光发射模块包括开关元件及半导体发光元件，所述半导体发光元件与所述开关元件连接，且连接于所述boost升压模块的高压输出端与接地之间；所述boost升压模块与所述栅极驱动模块共用相同的电压轨供电。

2、可选地，所述激光发射模块包括垂直腔面发射激光器或边缘发射激光器。

3、可选地，所述栅极驱动电路将输入的两个脉冲信号进行与运算后输出。

4、可选地，所述栅极驱动电路输出的脉冲信号的脉冲宽度小于输入的两个脉冲信号的脉冲宽度。

5、可选地，所述boost升压模块包括boost芯片、储能电感、分压电阻及储能电容；所述boost芯片的电源输入脚连接供电电压，所述电源输入脚与使能脚分别连接至所述储能电感的两端，输出电压反馈脚连接至两个分压电阻之间；所述两个分压电阻串联后与所述储能电容并联，所述储能电容的一端连接所述储能电感、另一端接地。

6、可选地，所述boost升压模块包括boost电路；所述boost电路包括开关元件，所述开关元件的栅极连接所述控制单元的控制逻辑信号输出端。

7、可选地，所述半导体发光元件为激光二极管。

8、可选地，所述激光发射模块还包括保护二极管；所述保护二极管与所述激光二极管的正负极反接。

9、本实用新型实施例提供一种半导体激光器，包括上述半导体激光器的驱动电路。

10、本实用新型实施例提供一种激光雷达，包括上述半导体激光器。

11、本实用新型实施例的半导体激光器的驱动电路，使用boost电路结构实现电压增益，无需额外提供高压输入，boost升压模块和栅极驱动模块可以共用同一个电压轨供电，无需提供其他电压轨以实现电路的预期功能；设计栅极驱动模块以提高对开关元件的驱动能力，减小系统延时，提升测量精度；栅极驱动模块可以对输入的两路驱动信号进行逻辑运算，从而获得更窄的脉冲宽度，降低了对前端信号脉冲宽度的需求。

技术特征：

1.一种半导体激光器的驱动电路，其特征在于，包括boost升压模块、栅极驱动模块及激光发射模块；

2.根据权利要求1所述的半导体激光器的驱动电路，其特征在于，所述激光发射模块包括垂直腔面发射激光器或边缘发射激光器。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器的驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动电路将输入的两个脉冲信号进行与运算后输出。

4.根据权利要求1或3所述的半导体激光器的驱动电路，其特征在于，所述栅极驱动电路输出的脉冲信号的脉冲宽度小于输入的两个脉冲信号的脉冲宽度。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器的驱动电路，其特征在于，所述boost升压模块包括boost芯片、储能电感、分压电阻及储能电容；

6.根据权利要求1所述的半导体激光器的驱动电路，其特征在于，所述boost升压模块包括boost电路；

7.根据权利要求1所述的半导体激光器的驱动电路，其特征在于，所述半导体发光元件为激光二极管。

8.根据权利要求7所述的半导体激光器的驱动电路，其特征在于，所述激光发射模块还包括保护二极管；

9.一种半导体激光器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的半导体激光器的驱动电路。

10.一种激光雷达，其特征在于，包括权利要求9所述的半导体激光器。

技术总结
本技术提供了一种半导体激光器的驱动电路、半导体激光器及激光雷达，该驱动电路使用Boost电路结构实现电压增益，无需额外提供高压输入，Boost升压模块和栅极驱动模块可以共用同一个电压轨供电，无需提供其他电压轨以实现电路的预期功能；设计栅极驱动模块以提高对开关元件的驱动能力，减小系统延时，提升测量精度；栅极驱动模块可以对输入的两路驱动信号进行逻辑运算，从而获得更窄的脉冲宽度，降低了对前端信号脉冲宽度的需求。

技术研发人员：王春琳,夏阳,乔昱阳,彭天放
受保护的技术使用者：北京细胞膜科技有限公司
技术研发日：20230911
技术公布日：2024/4/24