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1、低功率980nm波长半导体激光器驱动电路设计摘要：设计一种用于光生微波/毫米波信号源的低功率980nm波长半导体激光器驱动电路，主要包括保护电路、反馈电路、功率检测、恒流源设计、温控电路及单片机显示电路等。将所设计的驱动电路用于LDM9P603型蝶形激光器的驱动，对980nm波长泵浦激光器的输出特性进行测试。关键词：980nm波长泵浦源；恒流源；温度控制器;单片机控制器中图分类号：TN248.4?34文献标识码：A文章编号:1004?373X(2014)13?0119?03Designofdrivingcircuitoflow?power980nml
2、aserdiodeDONGYang,CHENHai?yan,CHENGChang?yan,HUANGChun?xiong(SchoolofPhysicsScienceandTechnology,YangtzeUniversity,Jingzhou434023,China)Abstract：Thedrivingcircuitofalow?power980nmLDusedforthephotonicgenerationmicrowaveandmillimeterwavesignalsourceswasdesigned,whichconsistsofpro
3、tectioncircuit,feedbackcircuit,opticalpowerdetection,constant?currentsourcedesign,temperaturecontrolcircuit,MCUdisplaycircuit,etc.ThecircuitisusedtoderivetheLDM9P903butterflyLD.Theoutputcharacteristicsof980nmLDweretested.Keywords：980nmLD；constant?currentsource；temperaturecontro
4、ller；MCUcontroller0引言高性能的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［1?5］。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。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［6?10］o本文设计一种用于LDM9P603半导体激光器的驱动电路,该激光器
5、的中心波长为980nm,并对激光系统的输出特性进行测试。1980nm波长激光器系统的基本组成980nm波长泵浦激光器系统由电源、保护电路、激光二极管驱动电路、温控电路及显示电路组成。激光器系统选用LDM9P603半导体激光器作为系统光源，该激光器是一款具有14引脚的蝶形封装激光器，其最大正向电流为192mA,最大输出功率为110mW,阈值电流为15mA,最大工作电压1.5V,中心波长为973nm,工作温度范围为-20°C〜70°C。2电源及保护电路电源电路的好坏直接影响系统工作的稳定性，针对开关闭合和开启会产生很大冲击电流，导致半导体激光器损坏和电流
6、不稳定，进而会改变其输出功率的特点，在设计电源电路的同时，采用慢启动电路，电路原理图如图1所示。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［C11］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。3电流可调驱动电路半导体激光器在工作时要求工作电流非常稳定，电路
7、中的电流不受激光器的非线性特性影响，供电电路必须是低噪声的恒流电路，电流可调驱动电路的原理图如图2所示，整个电路由上述慢启动电路供电。该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，通过［R8］的电流［I8=U8R8］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
8、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。4温控电路温
