[發(fā)明專利]一種半導體激光器驅(qū)動裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910350718.6
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110224295A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭瑞民;崔文超;王德發(fā);董賀偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

本發(fā)明公開了一種半導體激光器驅(qū)動裝置，所述裝置包括：所述參數(shù)設(shè)定模塊，被配置為設(shè)定控制所述半導體激光器的驅(qū)動參數(shù)，還被配置為將所述驅(qū)動參數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)；所述傳輸模塊，被配置為基于USB芯片將所述二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊，被配置為基于FPGA芯片對接收到二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)進行處理，得到二進制處理數(shù)據(jù)，并將所述二進制處理數(shù)據(jù)發(fā)送給轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊；轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊，被配置為對所述二進制處理數(shù)據(jù)進行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)，并利用所述模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)對所述激光器的電流或者溫度進行控制與調(diào)節(jié)；本發(fā)明所述的驅(qū)動裝置基于USB芯片和FPGA芯片，明顯提高了對半導體激光器的控制速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，特別是涉及一種半導體激光器驅(qū)動裝置和方法。

背景技術(shù)

半導體激光器具有窄線寬單模輸出和輸出波長穩(wěn)定等特點，被廣泛應用于光通信、氣體成分分析和科學實驗研究等領(lǐng)域。溫度和電流是半導體激光器的兩個重要參數(shù)，精細調(diào)節(jié)這兩個參數(shù)可以精確控制激光器輸出的激光波長。在基于半導體激光器的光腔衰蕩光譜(Cavity Ring-Down Spectroscopy,CRDS)研究中，調(diào)節(jié)激光器溫度和電流，改變激光器輸出波長并實現(xiàn)激光模式和光腔模式之間的匹配，完成整個分子吸收譜線的測量。但傳統(tǒng)的半導體激光器驅(qū)動裝置控制速度低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明實施例以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種半導體激光器驅(qū)動裝置和一種半導體激光器驅(qū)動方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種半導體激光器驅(qū)動裝置，

所述裝置包括：依次連接的參數(shù)設(shè)定模塊、傳輸模塊，數(shù)據(jù)處理模塊、轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊和激光器模塊；

所述參數(shù)設(shè)定模塊，被配置為基于上位機軟件設(shè)定所述半導體激光器的驅(qū)動參數(shù)，所述驅(qū)動參數(shù)包括：溫度參數(shù)和電流參數(shù)；還被配置為將所述驅(qū)動參數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)，并將所述二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)發(fā)送給傳輸模塊；

所述傳輸模塊，被配置為基于USB芯片將所述二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

數(shù)據(jù)處理模塊，被配置為基于FPGA芯片對接收到二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)進行處理，得到二進制處理數(shù)據(jù)，并將所述二進制處理數(shù)據(jù)發(fā)送給轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊；

轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊，被配置為對所述二進制處理數(shù)據(jù)進行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)，并利用所述模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)對所述半導體激光器進行驅(qū)動。

進一步的，所述參數(shù)設(shè)定模塊中得到的二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)包括標識位和數(shù)據(jù)位；

進一步的，所述傳輸模塊還被配置為將接收到的二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能夠傳輸?shù)?6位二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)；

所述傳輸模塊還被配置為向所述參數(shù)設(shè)定模塊發(fā)送工作狀態(tài)信號。

進一步的，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括時鐘子模塊、拼接子模塊、譯碼子模塊和串行處理子模塊；

所述時鐘子模塊，被配置為生成所述數(shù)據(jù)處理模塊和所述傳輸模塊需要的工作時鐘信號；

所述拼接子模塊與所述傳輸模塊相連接，被配置為基于標識位將連續(xù)兩個16位二進制驅(qū)動數(shù)據(jù)進行拼接，得到第一二進制數(shù)據(jù)；

所述譯碼子模塊，被配置為將所述第一二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行處理子模塊可識別的第二二進制數(shù)據(jù)；

所述串行處理子模塊，被配置為將所述第二二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的二進制處理數(shù)據(jù)，基于所述標識位識別將所述二進制處理數(shù)據(jù)發(fā)送給轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊。

進一步的，所述轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換子模塊和驅(qū)動子模塊；

所述數(shù)模轉(zhuǎn)換子模塊，被配置為將所述二進制處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)，所述模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)分為電流模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)和溫度模擬驅(qū)動數(shù)據(jù)；