[發明專利]面向不同半導體激光器的高精度雙通道可調驅動系統

有效

• 申請號: 202010022628.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111180999B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 張明江;續文敏;王興;張建忠;喬麗君;王濤;高少華
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/40
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明屬于激光器的高精度驅動電路技術領域；半導體激光器多通道驅動系統多采用單一驅動電路擴展多通道驅動電路，且驅動電路輸出電流精度不足，無法滿足不同工作電流需求的半導體激光器驅動，本發明提供一種面向不同半導體激光器的高精度雙通道可調驅動系統，包括按鍵控制模塊和驅動控制系統，通過STM32數模輸出通道控制的雙路恒流源模塊和采樣放大模塊，實現輸出電流的線性調節，采樣放大模塊監測電流并對輸入電壓進行反饋控制，調節步進小能夠更好的觀察、調節激光器的輸出狀態，雙通道恒流源能夠滿足兩個不同型號激光器同時工作且不相互影響，輸出最大電流范圍可調，還能夠對整個驅動系統進行擴展，應用廣泛。

技術領域

本發明涉及激光器的高精度驅動電路系統，更具體的說，涉及一種面向不同半導體激光器的高精度雙通道可調驅動系統。

背景技術

半導體激光器不僅具有一般激光器高單色性、高相干性、高方向性和準直性的特點，還具有尺寸小、重量輕、低電壓驅動、直流調制等優良特性，因而被越來越廣泛地用于國防、科研、醫療、光通信等領域。然而，半導體激光器是一種高功率密度并具有極高量子效率的器件，對電沖擊的承受能力很差，微小的電流將導致光功率輸出的極大變化和器件參數的變化，同時，不同型號的半導體激光器的驅動電流需求不同，因此，需要一種高穩定性，高精度，且驅動電流最大范圍可調的驅動電源，能夠給半導體激光器可靠的電流驅動，同時高調節精度可更好的觀察、調節激光器的輸出狀態。

現有半導體激光器多通道驅動系統多采用單一驅動電路擴展多通道驅動電路。如公開號CN208078377U一種多路輸出智能型半導體激光器驅動電源，采用單一驅動電路進行多通道擴展，每個通道的最大輸出能力一樣，只能滿足同型號激光器同時工作，無法滿足各種激光器的工作需求，且其輸出電流范圍由單片機進行軟件控制，無法保證激光器的工作安全。因此需要一種可滿足具有不同工作電流需求的半導體激光器的驅動系統，同時可硬件設置輸出電流范圍，以保證激光器的工作安全。

現有半導體激光器驅動電路輸出電流精度不足，如公開號CN108493758A一種激光器的高精度溫控與驅動電路系統，該系統采用數字電位計AD5172改變驅動模塊的驅動電流，該數字電位計僅有256個調節步進，無法滿足激光器高精度調節的要求，因此需要一種高精度驅動系統，以滿足不同激光器的調節精度要求。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種面向不同半導體激光器的高精度雙通道可調驅動系統，該發明由兩路恒流源電路組成，兩路恒流源輸出能力不同，均可單獨工作，且輸出范圍可調。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種面向不同半導體激光器的高精度雙通道可調驅動系統，包括驅動控制系統和按鍵控制模塊，按鍵控制模塊與驅動控制系統連接，驅動控制系統還包括通過主控制器STM32數模輸出通道控制的雙路恒流源模塊以及采樣放大模塊，其中：雙路恒流源模塊用于輸出電流大小的線性調節，雙路恒流源模塊的輸入端分別連接STM32的兩個DAC輸出端，雙路恒流源模塊的輸出端通過采樣電阻連接激光器；雙路恒流源模塊包括第一恒流源模塊和第二恒流源模塊，第一恒流源模塊包括電壓跟隨器U1，電壓跟隨器U1的輸出端U1OUT連接并聯的兩路電壓/電流轉換電路，電壓/電流轉換電路輸出端連接開關SW1，第一恒流源模塊的輸出端UOUT1通過采樣電阻Rs1與激光器LD1連接；第二恒流源模塊包括電壓跟隨器U4，電壓跟隨器U4的輸出端U4OUT依次連接反相比例電路和提高共模抑制比的電壓放大電路，第二恒流源模塊的輸出端UOUT2通過采樣電阻Rs2與激光器LD2連接；電壓跟隨器U1和電壓跟隨器U4的反相輸入端均與其自身的輸出端連接，電壓跟隨器U1和電壓跟隨器U4的正相輸入端分別與STM32的兩個DAC輸出端連接；采樣放大模塊用于監測電流并對輸入電壓進行反饋控制。