泵浦激光器的驱动技术
EFDA泵浦源半导体激光器驱动电源的设计
EFDA泵浦源半导体激光器驱动电源的设计阮颖;叶波【摘要】设计了一种EFDA泵浦源半导体激光器的驱动电源,采用由PC机和单片机构成的上下位机的控制结构,具有恒定功率和恒定电流两种控制模式.该驱动电源具有激光器保护电路,电流精度和光功率控制精度分别为0.15％和0.2％.%A power supply for the semiconductor LD for EDFA pumping source is designed,which has an up and lower computer controlling structure consisted of PC and MCU. The power supply have the two modes of constant optical power and constant-current. Also the power supply provides protection circuit for the semi conductor LD. The precision of current and optical power can achieve 0.15% and 0.2%,respectively.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2011(035)010【总页数】3页(P60-62)【关键词】光纤放大器;驱动电源;恒流;恒功【作者】阮颖;叶波【作者单位】上海电力学院计算机与信息工程学院,上海200090;上海电力学院计算机与信息工程学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TN929.110 引言Internet、交互式多媒体等数据业务的高速发展，对信号传输速率和带宽的要求越来越高，光纤通信系统中密集波分复用DWDM技术为信号传输速率和通信容量增长提供了一种解决方案。
光纤放大器直接对光信号进行放大，无需要经过光-电-光复杂变换过程，是光纤通信系统中的关键功能器件。
脉冲激光器驱动电路的设计与应用
脉冲激光器驱动电路的设计与应用介绍脉冲激光器是一种能够产生高峰值功率、短脉冲宽度的激光器。
它在许多领域中都有广泛的应用，包括激光加工、医学治疗、通信等。
脉冲激光器的驱动电路起着至关重要的作用，它能够确保激光器的稳定工作并产生所需的脉冲参数。
本文将详细介绍脉冲激光器驱动电路的设计原理和应用。
设计原理脉冲激光器的工作原理脉冲激光器通常由激光介质、泵浦源和驱动电路组成。
激光介质通过泵浦源的能量输入，产生激发态粒子的反转分布。
当反转分布达到一定程度时，通过光学谐振腔的反射作用，可以实现激光的正反馈放大，从而产生激光脉冲。
驱动电路的作用驱动电路的作用是提供适当的电流或电压信号，使激光介质能够产生所需的激发态粒子反转分布，从而产生脉冲激光。
驱动电路需要满足以下几个要求： 1. 提供稳定的电流或电压信号，确保激光器的稳定工作。
2. 控制激光器的脉冲宽度和重复频率，以满足不同应用需求。
3. 提供保护功能，避免激光器因过电流或过压而损坏。
驱动电路的设计电源设计脉冲激光器通常需要较高的电源电压和电流。
为了确保电源的稳定性和可靠性，可以采用稳压稳流电源或者直流稳压电源。
稳压稳流电源能够根据激光器的工作状态自动调整输出电流和电压，保持恒定。
直流稳压电源则需要通过电压和电流调节器手动调整输出参数。
控制电路设计控制电路主要用于控制激光器的脉冲宽度和重复频率。
其中，脉冲宽度由激光介质的特性和谐振腔的参数决定，可以通过调节激光介质的泵浦源和谐振腔的参数来实现。
重复频率则由驱动电路的时序控制器控制，可以通过改变时序控制器的频率来调节。
保护电路设计保护电路用于保护激光器免受过电流、过压等损坏。
常见的保护电路包括过流保护电路、过压保护电路和过温保护电路。
过流保护电路可以监测激光器的电流，当电流超过设定值时，及时切断电源以避免激光器损坏。
过压保护电路则可以监测激光器的电压，当电压超过设定值时，自动切断电源。
应用脉冲激光器驱动电路在许多领域中都有广泛的应用。
泵浦激光器工作原理
泵浦激光器工作原理
泵浦激光器是一种基于激光放大原理的装置。
它通过将能量输入到激光介质中，使原本处于基态的粒子被激发到激发态，然后通过受激辐射过程使激发态粒子发射出具有相同频率、相干相位和方向的光子，从而产生激光输出。
泵浦激光器的工作原理可以简单描述为以下步骤：
1. 泵浦源提供能量：泵浦激光器通常使用强光源作为泵浦源，例如激光二极管或弧光灯。
这些能量源向激光介质中输入高能量光子。
2. 激发介质吸收能量：激光介质通常是一种具有激发态和基态能级的材料，例如固体晶体或液体。
泵浦光子被激光介质吸收，使介质中的原子或分子从基态跃迁到激发态。
3. 受激辐射过程：在激发态中的原子或分子在受到外界光子刺激时，可以通过受激辐射的过程向基态跃迁。
当受激辐射发生时，激发态的粒子会发射出与外界光子相同频率和相位的光子。
4. 光子的倍增和放大：受激辐射释放出的光子与泵浦光子相互作用，产生光子的倍增和放大效应。
这个过程通过在激光介质中设置适当的反射镜和光学器件来实现，使光子在激光介质中来回反射，从而增加光子数目和能量。
5.激光输出：经过倍增和放大后的光子从激光器中输出，形成
一束高强度、高相干性的激光束。
这束激光可以用于各种应用，
如切割、打标和通信等。
泵浦激光器的工作原理是通过泵浦源提供能量、激发介质吸收能量、受激辐射过程、光子的倍增和放大以及激光输出等步骤实现的。
这种原理使得泵浦激光器能够产生高能、高相干性的激光输出，广泛应用于科研、工业和医疗等领域。
半导体泵浦激光器原理
半导体泵浦激光器原理
半导体泵浦激光器是一种特殊的半导体激光器。
相对于其他激光器，
它的优势在于尺寸小、功率高和效率高，因此被广泛应用于光通信、
医疗、生物科技和材料加工等领域。
半导体泵浦激光器的工作原理是通过电流注入半导体材料（通常是双
异质结或量子阱结构），使得电子和空穴在材料中复合并释放出光子。
这些光子被镜子反射，反复在腔体中反射，从而产生聚集和增强的光。
相比于其他激光器，半导体泵浦激光器的优势在于其工作时不需要高
能输入激光器，因此可以实现高效率转化电能为光能。
此外，由于其
结构较小，积累的热量比其他激光器少，因此可以实现更小的散热系
统和更高的功率密度。
然而，半导体泵浦激光器也存在一些问题，其中最主要是光子漫反射
导致的散射损耗和上行波的影响。
为了解决这些问题，研究人员正在
努力改进半导体材料和腔体结构，以增加激光的强度和时间，从而实
现更高效的反射和收集。
将来，随着我们对半导体泵浦激光器的理解和知识的深入，其应用领
域可能会得到更广泛的扩展。
我们期望，随着时间的推移，人们可以
创造出更高性能、更稳定的半导体泵浦激光器，从而推动发展更广泛的应用场景。
日成泵浦绿光激光器技术指标
日成泵浦绿光激光器技术指标
F日成泵浦绿光激光器是一种方便实用的标线工具。
可广泛用于作服装钉钮点光源定位、裁布机裁布辅助标线、缝纫机/裁剪机/钉钮机/自动手动断布机辅助标线定位、裁床裁剪对格与对条、电脑开袋机标线等等。
方便快捷、直观实用。
能打出一条明亮的绿线，工作人员零贰玖捌捌柒贰陆柒柒叁铺布等需准直的时候，起到精确定位准直的作用，大大提高工作效率。
技术参数均可按客户实际需要订制
泵浦绿光激光器采用原装进口808nm激光二极管，Nd：YVO4+KTP晶体。
激光器自带驱动电路，光学透镜，冷却系统本文由陕西日成贡献。
输出功率:50mW—300 mW
输出波长：532nm
输出功率：50~300 mW
工作电压：100~240V AC
工作电流：≤ 3500mA
光束发散度1~2mrad
光斑直径：Φ1.5mm
晶体：YV04+KTP
工作模式：TEM00
光学透镜：光学镀膜玻璃透镜
尺寸：33×33×80； 39×39×100；
49×49×30；Φ26×100
工作温度：15℃~30℃
预热时间：10分钟
稳定性：±5% @15℃~30℃
激光等级：Ⅲb。
泵浦激光器技术的发展及其应用前景
泵浦激光器技术的发展及其应用前景随着科学技术的日益发展和人们对高质量光源的需求不断提高，泵浦激光器技术作为一种高能量、高功率、高光质的光源已经成为了人们研究和应用的重要工具。
一、泵浦激光器技术的发展历程泵浦激光器技术最早可以追溯到20世纪60年代初期，当时的泵浦光源主要是闪光灯和氙灯。
虽然这些灯光源能够提供足够的激光能量，但其灯泡寿命较短，灯光发射的时间和强度也不够稳定。
70年代，随着固态激光器、半导体激光器和光纤激光器的发展，以及新型泵浦光源如氦氖激光器的出现，泵浦激光器技术得到了极大的发展，其应用领域也开始不断扩展。
80年代后，伴随着高功率激光的需求不断上升和光学材料的不断进步，泵浦激光器技术的发展进入了高峰期。
二、泵浦激光器技术的优势相比于传统的光源技术，泵浦激光器技术有许多优势。
首先，泵浦激光器具有高能量、高功率的特点，能够满足许多高能量、高功率需求的应用场景。
其次，泵浦激光器的输出光束比传统光源的输出光束更为稳定和精确，光束质量更高。
此外，泵浦激光器可以实现高效能量转换，能够将能量转换为高质量的激光，从而获得更高的能效。
最后，泵浦激光器具有光束可控性更强、维护简单等特点，使其在现代激光应用中具有广泛的应用前景。
三、泵浦激光器技术的应用前景泵浦激光器技术具有广泛的应用前景。
目前，其主要应用于医学、工业、军事、环保、通信等领域。
在医学方面，泵浦激光器可以应用于眼科、口腔科、皮肤治疗等领域，帮助医生快速有效地进行疾病诊治。
在工业方面，泵浦激光器可以用于激光切割、激光焊接、半导体制造等行业，提高工作效率、降低生产成本。
在军事领域，泵浦激光器可以用于导航、目标识别等方面，帮助军方完成复杂的任务。
在环保方面，泵浦激光器可以应用于污水处理、空气净化等场景，改善环境污染。
此外，在通信领域中，泵浦激光器也逐渐得到应用，进行高速光通讯的传输。
总结起来，泵浦激光器技术随着技术和应用场景的不断进步而获得了广泛的应用。
光纤激光器泵浦源驱动电路的设计
光纤激光器泵浦源驱动电路的设计
王雪丽;刘锋;娄小平;张荫民
【期刊名称】《数码世界》
【年(卷),期】2014(36)5
【摘要】根据通信用光纤激光器泵浦源的要求,结合半导体激光器的特性,设计了一款高性能、低成本的激光器驱动电路(包括恒流电路、控制电路和保护电路)。
恒流电路采用达林顿管作为调整管,利用集成运放的深度负反馈实现恒流输出。
经实验验证,本设计系统恒流源稳定度达0.03%,纹波较小,可实现对光纤激光器泵浦源激光二极管(LD)的驱动。
【总页数】3页(P825-827)
【作者】王雪丽;刘锋;娄小平;张荫民
【作者单位】北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN384
【相关文献】
1.光纤激光器泵浦源有限元热分析 [J], 彭兴文;冯志刚;李立波
2.大功率光纤激光器泵浦源LD驱动电源设计 [J], 张悦玲;周冠军
3.同带泵浦光纤激光器用泵浦光纤设计 [J], 李海清;谢璐;陈瑰;李进延
4.光纤激光器泵浦源温度控制模块的设计 [J], 伍浩坤;徐善辉;马国欣
5.光纤激光器及其泵浦源设计 [J], 庞华伟;刘天山
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泵浦激光器原理
泵浦激光器原理
泵浦激光器是一种基于泵浦过程产生激光的器件。
其原理是通过能量较高的泵浦源或泵浦光束作用在激光介质中，使其获得足够的激发能量，从而导致激射发射。
为了实现有效的泵浦，常常需要选择适合的泵浦源和激光介质，并通过合适的能量耦合方式来实现能量传递。
泵浦源通常为能产生高能量、高功率光束的器件，如激光二极管或氙气闪灯。
这些泵浦源产生的光束经过透镜或光纤进行整形和传输，最终聚焦到激光介质中。
激光介质可以是固体、液体或气体，其选择取决于所需的输出特性和应用需求。
在泵浦过程中，泵浦光束的能量被转移到激光介质的粒子中。
这些粒子经过激发后，处于激发态的粒子会通过受激辐射的方式跃迁到较低能级，并释放出一束激光。
这个过程可以通过选择适当的激光介质和泵浦源来实现所需的波长和输出功率。
为了实现有效的泵浦，能量耦合是非常重要的。
在泵浦源和激光介质之间需要具有良好的能量转移和耦合效率。
这包括选择合适的光纤、透镜和反射镜等光学元件，以及优化泵浦源和激光介质之间的空间布局和位置。
总的来说，泵浦激光器的原理是利用高能量泵浦源激发激光介质中的粒子，从而产生激光输出。
通过选择适合的泵浦源、激光介质和能量耦合方式，可以实现不同波长和输出功率的激光器，从而满足各种应用需求。
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模块化掺饵光纤宽带光源驱动电路设计
李栋李流超黎志刚
中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西桂林541004
摘要：为了提高模块化宽带光源的稳定性，采用自动温度控制ATC电路和自动功率控制APC 电路驱动泵浦激光器。
实验结果表明，光源驱动电路可靠，输出光谱和光功率稳定，达到了预定的技术指标要求。
该电路集成度高、体积小，能够满足宽带光源模块化需求。
关键词：掺饵光纤；宽带光源模块；泵浦激光器；驱动；功率控制；
1、引言
掺饵光纤宽带光源是一种相干性低的光源，具有输出功率高、光谱宽、温度稳定性高、使用寿命长等特点。
由于这些特点，掺饵光纤宽带光源广泛应用在光通信、光纤传感、光器件测试及光谱分析等领域。
随着超高速、大容量光纤通信系统和光传感系统的发展，对宽带光源在功率、带宽、稳定性及体积方面提出了更高的要求。
泵浦激光器的驱动电路作为宽带光源的一个组成部分，电路的稳定性将直接影响掺饵光纤宽带光源的光谱输出质量。
近年来，高稳定的模块化掺饵光纤宽带光源是一个研究热点。
本文将针对高稳定的模块化掺饵光纤宽带光源中的泵浦激光器的驱动电路展开设计，通过采用高集成度的自动温度控制ATC电路和自动功率控制APC电路，对泵浦激光器进行驱动，实现了光源光谱宽度和功率的高稳定输出。
该设计电路具有体积小，稳定性高等特点，对研制模块化宽带光源具有一定指导和参考意义。
2、模块化掺饵光纤宽带光源驱动电路设计
2.1驱动电路总体设计
掺饵光纤宽带光源中，除了激光器的泵浦需要电光转化外，其余均为无源光路，所以泵浦激光器的可靠驱动是整个光路设计稳定的一个不可或缺的保证。
模块化掺饵光纤宽带光源驱动电路设计包括：电源电路、泵浦激光器及其保护电路、APC电路、ATC电路。
整个驱动电路采用外置输入+5V(2A)电源供电，内部对输入电压进行滤波和稳压处理，保证电源的稳定性。
由于内部驱动电路单元均采用+5V电压系统，所以内部不再需要电压变化处理。
2.2泵浦激光器及其保护电路
掺饵光纤宽带光源中的泵浦激光器采用980nm泵浦激光器，型号为LC96A74P-20R。
该激光器模块输出光纤集成了光纤光栅，波长稳定性高。
激光器最大输出功率可以到360mW,尾端带有保偏光纤。
在激光器模块内部集成有热敏电阻、监控光电管、致冷模块，便于对模块进行自动功率控制和自动温度控制。
在使用中应注意一定不要超出激光器的极限值，同时操作还应注意静电保护，焊接时要断电焊接，保证良好接地。
在激光器的驱动端并联滤波电容和反向偏置二极管，可以对激光器形成很好地保护。
在电源输入端，增加电容避免电源不稳，对激光器造成冲击。
2.2泵浦激光器APC及泵浦激光器驱动电路设计
要使泵浦激光器输出光具有较强的稳定性，首先要有功率自动控制电路和良好的电流驱动电路。
APC控制原理：将驱动电流经过电阻形成电压，将电压信号连接到驱动源的反向端形成反馈，对输出光功率进行很好地控制。
另一方面，由于温度、湿度及器件内部老化造成的驱动波动，也可以通过APC电路改变反馈电压，从而稳定驱动激光器的电流，最终稳定光源功率输出。
详细设计电路如图1：
图1 泵浦激光器驱动电路及APC电路
电路图中，首先通过可调电位器调节基准驱动电压，然后运放OPA4340驱动NPNJ122三极管从而驱动泵浦激光器。
同时在NPNJ122的E极取样激光器的驱动电流，通过电阻转化为反馈电压，连接至运放的正端，形成负反馈。
2.3泵浦激光器ATC电路设计
激光器的输出波长和功率受温度影响比较大，因此需要对激光器进行自动温度控制电路设计。
ATC电路的原理：根据泵浦激光器内部热敏电阻的阻值变化来驱动制冷器，热敏电阻作为电阻桥的一臂，当温度上升(或下降)时，激光器内部的热敏电阻阻值变小(或变大)，经过桥式电路，改变驱动制冷器的电流，从而对激光器模块进行致冷或加热。
该电路设计中采用ADN8830集成芯片为核心调控器件，该芯片是目前性能最好的TEC 功率驱动模块之一。
具有单芯片高集成、高效率输出、高性能等特点，非常适合设定和稳定TEC的温度。
同时5mm×5mm LFCSP封装形式便于产品模块化。
长期温度稳定性高达±0.01℃，并带有温度锁定指示和温度监控输出功能。
详细设计电路如图2:
图2 泵浦激光器ATC电路
3、实验结果及分析
将本文设计的驱动电路应用在C波段模块化掺饵光纤宽带光源中，测试输出光谱，对该驱动电路性能进行验证。
测试过程中采用Anritsu公司的光谱分析仪MS9710C、安捷伦的光功率计81618A、光迅的光衰减器OAT-HV，分别对输出光谱和光功率进行测量。
经过测试，在整个工作温度范围的数据结果为：光源输出功率大于13dBm,15分钟输出光功率稳定度
0.005，8小时输出光功率稳定度0.02。
光谱范围1526nm~1566nm。
光谱曲线平坦度小于2.5dB。
技术指标完全达到台式及机架式宽带光源技术指标。
通过试验分析可知：采用该驱动电路的模块化C波段模块化掺饵光纤宽带光源满足光纤传感、光谱分析及光测试领域的小型化、高稳定、高可靠要求。
4、结论
该驱动电路采用了自动温度控制ATC电路和自动功率控制APC电路驱动泵浦激光器，电路具有集成度高、体积小，稳定性高的特点。
通过测试，由此电路驱动的模块化掺饵光纤宽带光源技术指标均达到台式宽带光源的技术指标，非常适合模块化宽带光源，具有很好地推广和借鉴意义。
参考文献：
[1] 刘芸, 焦明星半导体激光器用电流源的设计[J].应用光学.2005年5月，第26卷，第3期：P9-15 .
[2]黄文财，王秀琳，明海. 高功率宽带掺铒光纤超荧光光源研究[J].量子电子学报,2005,22{1}:95-97
[3]A nalog Dev ice Inc. ADN8830使用手册 [z] . 2012。