[實用新型]半導體激光器驅動裝置

有效

• 申請號: 201320197680.1
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN203277961U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 周瑩;高然;茍武侯
• 申請（專利權）人: 北京航天易聯科技發展有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馬曉亞

技術領域

本實用新型涉及半導體激光器技術領域，尤其涉及一種半導體激光器驅動裝置。

背景技術

穩定的激光器在光纖傳感系統中作為信號源，要求發出高穩定性、光功率可調的光信號。激光器的性能不僅會影響到光纖傳感系統整體的穩定性,同時對測量靈敏度精確度等方面都有一定影響。目前，光纖傳感系統多采用半導體激光器，其體積小，功耗少，輸出波長可與單模光纖直接連接，十分適合在光纖傳感系統中運用。

根據半導體激光器的結構，一般采用電流驅動激光器。激光器電流源應有最低的電子噪聲和盡可能高的穩定性。激光器輸出噪聲的增大及輸出波長的加寬，都能明顯引起電流的起伏，電流噪聲電平隨驅動器最大輸出能力的增加而逐漸增加。所以，電流源必須同使用的激光器相匹配。還應考慮激光器電流源的溫度系數，典型實驗室環境溫度起伏度數，這些都可引起電源電流的起伏。

通常激光器的電流源以兩種方式工作：一種是恒定電流工作方式，另一種是恒定光功率工作方式。在恒定電流工作方式中，通過電學反饋控制回路，直接提供驅動電流電平的有效控制，由此獲得最低的電流偏差和最高LD輸出的穩定性。當LD的溫度也受控制時，會產生最好效果。在恒定光功率工作方式中，通過設置在激光器后出光面的光電二級管監視激光器的光輸出功率，激光二極管的輸出被反饋給驅動電路，當光輸出功率下降時，驅動電流增加，反之亦然，始終保持光輸出功率為一個恒定值。影響光強穩定的因素有光源電壓或電流的波動、電路元件的老化、外界雜光、環境溫度以及光源自身老化等。對于光源光功率的控制，目前普遍采用的方法是通過精密恒流源提供電流，同時用制冷器進行溫控，從而穩定光源輸出光功率，該方案控制精度低、響應速度慢、靈活性差、長期穩定性差。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種半導體激光器驅動裝置，相比于現有驅動裝置提高了響應速度，提升了控制精度以及激光器內部溫度的穩定性。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種半導體激光器驅動裝置，包括：恒溫控制模塊和功率驅動模塊；

所述恒溫控制模塊包括：恒溫控制芯片，熱敏電阻，差分放大電路，比例-積分-微分（Proportional-Integral-Derivative，PID）控制器，H橋驅動電路和LC濾波電路；

所述熱敏電阻設置于所述激光器內，通過激光器引腳與所述恒溫控制芯片連接，所述差分放大電路將所述熱敏電阻產生的電壓與預設的標志電壓進行比較后產生偏差電壓并將所述偏差電壓進行放大，同時通過所述PID控制器調節所述恒溫控制模塊的相位延遲，所述H橋驅動電路的輸出端與激光器中的半導體制冷器連接，以控制所述半導體制冷器調節激光器內的溫度，所述LC濾波電路用于濾除H橋驅動電路的開關頻率以穩定輸出；

所述功率驅動模塊包括：光源驅動芯片，激光二極管和數字變阻器，所述激光二極管設置于激光器內部，所述光源驅動芯片IBIAS管腳與所述激光二極管正極連接，所述激光二極管的負極接地，所述光源驅動芯片的IBMON管腳與PSET管腳連接以構成閉環功率控制系統，所述數字變阻器的一端與所述PSET管腳連接，另一端接地，用于對所述光源驅動芯片的輸出電流進行調整。

所述熱敏電阻為負溫度系數的熱敏電阻。

所述差分放大電路由所述恒溫控制芯片內部的放大器以及外部的外圍電阻組成。

所述H橋驅動電路由MOS場效應管組成。

所述光源驅動芯片的MODE管腳與ALS管腳連接構成單獨驅動模式。

本實用新型通過采用閉環功率控制系統、PID系統及H橋驅動電路，可快速且精確的驅動激光器功率，并能滿足激光器內部溫度恒定的要求。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的半導體激光器驅動裝置中的恒溫控制模塊的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例提供的半導體激光器驅動裝置中的功率驅動模塊的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

圖1是本實用新型實施例提供的半導體激光器驅動裝置中的恒溫控制模塊的結構示意圖。

所述恒溫控制模塊包括：恒溫控制芯片1，熱敏電阻2，差分放大電路3，比例-積分-微分（Proportional-Integral-Derivative，PID）控制器4，H橋驅動電路5和LC濾波電路6。