智能化半导体激光器驱动器设计

摘要

半导体激光器是一种以半导体材料作为工作物质的高量子效率器件，具有稳定度高、体积小、成本低、使用寿命长、转换效率高等诸多优点，而且在光谱中覆盖的范围非常广，除了个别红外波段之外，从1550nm至600nm左右的短波长区，已经实现全部商品化，广泛运用于光纤通信、信息存储和读取以及高效泵浦源等领域。但是半导体激光器对电流冲击非常敏感，很容易对输出特性产生重大影响，而且，浪涌和静电等因素易造成激光器的损坏。加之，目前商用和军用半导体激光器驱动器体积庞大、价格高昂、操作难度高，很不利于外出携带工作。所以，设计一款智能化的体积小、易操作、输出电流大、电流精度高、恒流特性好、抗干扰能力强，有过流，过压，过热等保护措施的半导体激光器驱动器具有重要的现实意义。
　　本论文以研究和设计智能化半导体激光器驱动器为目标，阐述了半导体激光器的优缺点与应用；分析了激光器驱动器应具有的驱动功能，包括恒流驱动与恒功率驱动；然后研究了激光器驱动技术的现状以及发展趋势，确定了所设计驱动器的技术指标；阐述了半导体激光器的基本理论，包括工作原理，功率特性以及常见损坏，提供后续电路测试的理论指导；研究并设计了包括稳压电路、激光器恒流驱动电路、激光器温度控制电路等模块在内的完整的硬件平台。其中，激光器驱动电路能够实现稳定可调节的电流输出，将激光器的输出功率稳定度控制在0.451％之内，并使激光器免受异常情况的损坏。
　　论文最后，在驱动器组装完好并检查无故障后，加上蝶形激光器，对整个驱动系统进行实验测试与分析，得出驱动电流与温度稳定性良好、激光器输出特性满足P-I曲线走势图等结论，所设计驱动器各指标均可达到，满足要求，可应用于各类研究领域。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 驱动技术研究现状以及趋势

1.3本课题的主要研究内容及技术指标

2半导体激光器基本理论

2.1 半导体激光器工作原理

2.2 半导体激光器的特性

2.3 半导体激光器的常见损坏

3激光器驱动电路研究与设计

3.1 硬件整体结构

3.2 硬件各功能单元说明

3.3 PCB布局

3.4 软件流程图

4实验测试与分析

4.1 实验测试及分析

4.2 半导体激光器输出功率测试

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献