半导体激光器驱动电路的计算机仿真分析
第２６卷第１２期计算机仿真２００９年１２月文章编号：１００６—９３４８（２００９）１２－０３５６一０４
半导体激光器驱动电路的计算机仿真分析
张晶。刘东明
（长春理工大学光电信息学院，吉林长春１３００１２）
擒要：直接调制的大电流窄脉宽驱动电源是半导体激光器获得高峰值功率输出的重要保证。为了研究半导体激光器驱动电路，提高系统的精度和抗干扰能力，采用计算机仿真的方法分析ｒ半导体激光器脉冲电源基本电路和雪崩晶体管脉冲电源电路。通过仿真结果表明，脉冲电源中元件的寄生电感及串联电阻对激光器工作电流脉冲的波形影响很大。当奇生电感小时，放电电流波形的上升时间就短。可为设计半导体激光器驱动电路时，提供选取Ｒ、ｃ、Ｌ的依据，并保证工作在欠阻尼的情况下，要获得最大的放电电流，储能电容器上的充电电压要高，使电路的串联电阻尽量要小。
关键词：计算机仿真；激光驱动电路；雪崩晶体管
中图分类号：ＴＮ８６文献标识码：Ａ
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１引言
半导体激光器除具有激光的单色性好，相干性好，亮度高等特性外，还具有半导体器件的体积小、功率高、机械性能稳定、易调制、效率高、寿命长等一系列优点。既可脉冲工作，又能连续运转。因而广泛应用于精密制导、自由空间激光通信、测距、雷达等领域。
在激光探测和激光通信中，系统带宽、作用距离、精度、抗干扰和低功耗等性能都取决于半导体激光器发射的激光脉冲质量ｂ。】。而半导体激光器发射的光脉冲是由激光电源产生的电脉冲直接调制得到的，激光器产生的光脉冲特性在一定程度上依赖于脉冲驱动电源的设计。电流的幅值和脉冲的宽度决定了激光脉冲的峰值功率。因此，脉冲半导体
基金项目：基于机器视觉技术的工件检测系统（吉教科合字［２００８］第４４２号）
收稿日期：２００８—０５一１０修回日期：２００９一Ｏｌ—ＩＩ
??——３５６?－——激光器驱动电路的设计是激光应用中的一项关键技术ＨＪ。
在测距应用中，有时要求激光器工作电流脉冲宽度在１０ｎｓ左右，脉冲前沿为１１８量级，电流幅度在几十Ａ范围内或更高。能够提供这样脉冲的电源，实际上是一个快速脉冲电路。而快速脉冲电路的设计与调试是有一定难度的。随着ＥＤＡ技术的发展，利用计算机进行仿真，直观地显示出电流工作波形，分析有关参数对波形的影响。使设计与调试相对容易些。
２半导体激光器驱动电路理论计算
２．Ｉ半导体激光器脉冲电源理论分析
半导体激光器脉冲电源的原理电路框图如图ｌ所示。图中，储能元件为电容器，充电元件为电阻，直流电源Ｅ通过电阻给电容器充电。当放电开关闭合时，储能电容器向激光器放电，放电电流即是半导体激光器的工作电流。因此，放电过程的分析具有霞要意义。
由于放电迅速，可将图Ｉ框图等效成图２形式。在放电
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