高精度半导体激光器驱动电源及温控电路设计_罗亮.pdf

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1、第41卷第2期激光技术Vol．41，No．22017年3月LASEＲTECHNOLOGYMarch，2017文章编号:1001-3806(2017)02-0200-05高精度半导体激光器驱动电源及温控电路设计*罗亮，胡佳成，王婵媛，刘泽国(中国计量大学计量测试工程学院，杭州310018)摘要:为了解决布里渊光纤传感系统中半导体激光器光源输出功率和波长易受驱动电流和温度影响的问题，设计了一种高精度恒流驱动和温控电路。该电路利用深度负反馈积分电路对激光器驱动电流进行精密的恒流控制，同时采用集成温度控制芯片MAX1978控制半导体制冷片的工作电流，实现对激光器工作温度的精确控制。结果表明，本设计

2、实现了驱动电流0mA～100mA可调，电流控制最大相对误差为0．06%，电流稳定度为0．02%，温度控制最大误差为0．03℃，在温控的条件下，光功率稳定性达到0．5%，最大漂移量为0．005dBm。该设计实现了对电流和温度的有效控制，保证了输出光的稳定性。关键词:激光技术;半导体激光器;恒流驱动;温控电路;布里渊传感中图分类号:TN86;TP273文献标志码:Adoi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.011Designofhigh-precisiondrivingpowerandtemperaturecontrolcircuitforsemicond

3、uctorlaserLUOLiang，HUJiacheng，WANGChanyuan，LIUZeguo(CollegeofMetrology＆MeasurementEngineering，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China)Abstract:InordertosolvetheproblemthattheoutputpowerandwavelengthofsemiconductorlaserlightsourcewaseasilyinfluencedbydrivecurrentandworkingtemperatureinBrillouin

4、opticalfibersensingsystem，high-precisionconstantcurrentdriveandtemperaturecontrolcircuitweredesigned．Deepnegativefeedbackintegratedcircuitwasusedtocontrolthelaserdrivecurrentprecisely．IntegratedtemperaturecontrolchipMAX1978wasadoptedtocontroltheworkingcurrentofsemiconductorcoolersandachievetheaccu

5、ratecontrolmentoflaserworkingtemperature．Theresultsshowthatthedesignachievestheadjustmentofdrivecurrentfrom0mA～100mA．Themaximumrelativeerrorofcurrentcontrolis0．06%，currentstabilityis0．02%andthemaximumerroroftemperaturecontrolis0．03℃．Undertheconditionoftemperaturecontrol，thestabilityofopticalpoweri

6、s0．5%，andthelargestdriftis0．005dBm．Thedesigncanachievetheeffectivecontrolofcurrentandtemperatureandensurethestabilityofoutputlight．Keywords:lasertechnique;semiconductorlaser;constantcurrentdriver;temperaturecontrolcircuit;Brillouinsensing［4］被广泛地应用在光通讯、光传感检测领域，但其光引言［5］功率和波长易受环境温度和自身驱动电流的影响。布里渊分布式光纤

7、传感因能同时远距离传感温度温度升高，激光器的阈值电流将会增大，自由载流子的和应变，被广泛应用在天然气和石油管道、远距离电力吸收损耗增加，输出光功率变小;电流引起的波长漂移［1-3］传输线路检测、矿井安全和边境安全监控等领域，系数达0．02nm/mA，温度引起的红移现象使得波长漂具有广阔的发展空间。光源功率和波长的稳定性对布移系数达0．2nm/℃～0．4nm/℃［5-6］。目前，电流驱动里渊分布式光纤传感系统影响很大，故对