KHZ绿光脉冲激光器驱动电源
论文水下光电成像技术简介
水下光电成像技术简介激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。
激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。
我国宽广的海域具有丰富的资源，但由于与周边国家存在一些海域的归属争议，特别是近年来对能源的需求和国际势力的插手，更加剧了我国周边海域出现战事争端和资源争夺的可能。
针对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求，研究适合载人潜水器、遥控潜水器、自治式潜水器、水下滑翔器、水下救援等高分辨力水下目标探测、观察、定位和分析技术成为国内外研究的重要方向。
目前水下成像探测技术主要有声探测和光电探测两种途径。
声探测技术探测距离较远，但成像的空间分辨力较差，难以完全适应高分辨力成像的需要；光电成像探测技术分辨力高，但由于光线在水中快速衰减，在一定深度以下往往需要辅助照明，且由于照明光后向散射的影响，使得人眼直接观察以及传统连续照明电视成像的有效作用距离较短，因此，提高水下光电成像系统的作用距离和细节分辨能力需要采用特殊的光电成像方法。
本文将重点分析国内外水下光电成像技术与系统研究进展，特别是激光扫描成像、偏振成像等几种特殊的水下光电成像技术，希望对国内有关方面的研究具有参考作用。
1 几种水下光电成像技术与系统国外从20世纪70年代开始主被动水下光电成像探测技术的研究，90 年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。
半导体激光器驱动电源
半导体激光器驱动电源半导体激光器是一种应用广泛的激光设备，在通信、医疗、材料加工等领域发挥着重要作用。
而激光器的工作需要稳定而高效的驱动电源来提供电能，以保证其正常运行。
本文将介绍半导体激光器驱动电源的基本原理、设计要求和现有的几种常用方案。
一、基本原理半导体激光器需要一个稳定的电流源来进行驱动，以产生稳定的激光输出。
驱动电源的主要任务是提供所需的电流，并确保输出电流的稳定性和精确性。
为了实现这一目标，驱动电源通常采用了反馈控制的方式，通过不断监测和调节输出电流，以使其保持在设定值附近。
二、设计要求在设计半导体激光器驱动电源时，需要考虑以下几个关键要求：1. 稳定性：驱动电源必须能够提供稳定的输出电流，以确保激光器的工作正常。
任何电流的波动都可能导致激光输出功率的变化，甚至影响激光器的寿命。
2. 精确性：激光器的工作需要精确的电流控制，因此驱动电源必须能够输出精确的电流值。
这对于一些要求高精度的应用尤为重要，如光学仪器和精密加工。
3. 效率：激光器工作时产生的热量较大，因此驱动电源的效率也是一个重要考虑因素。
高效的驱动电源可以减少能量的损耗，同时也减少热量的产生，有助于延长激光器的寿命。
4. 保护功能：驱动电源应具备多种保护功能，如短路保护、过热保护、过压保护等，以确保驱动电源本身和激光器的安全运行。
三、常用方案根据不同的需求和应用场景，目前有多种常用的半导体激光器驱动电源方案。
以下将介绍其中的几种：1. 线性稳压电源：线性稳压电源是一种简单且成本较低的方案。
其原理是通过稳压二极管等器件来实现电流的稳定输出。
然而，由于其工作效率较低并且对输入电压波动较为敏感，因此在某些高功率激光器驱动场景下并不适用。
2. 开关电源：开关电源是目前广泛应用于半导体激光器驱动的一种方案。
它采用开关电路来实现高效能的转换，可以提供稳定的输出电流并适应不同的输入电压波动。
开关电源还具备较好的保护功能和反馈控制能力，适用于各种激光器的驱动需求。
绿光激光器
绿光激光器激光是一种由一束光线组成的光束，它有很高的单色性和高的相干性。
这些特点使得激光广泛应用于各种科学、医学和工业领域。
绿光激光器是一种激光器，其输出光波长为绿色。
激光器的基本原理激光器是一种光学器件，它主要包含三个部分：激活介质、激发能源和反射镜。
激发能源通常是一个光或电源，它供给激活介质能量，使其电离。
激活介质在受到激发能源的作用下，能够释放出光辐射，而这种光辐射被反射镜反射回激活介质中，再次使它产生更多的辐射，从而形成一束强度和相位非常稳定的激光光束。
绿光激光器的特点绿光激光器的输出波长为532nm，这种波长在可见光谱的绿色区域，因此它的光线对人眼的刺激是很强的。
绿光激光器具有单色性好、相干性强、光束质量高等特点，因此非常适用于各种精密加工和检测领域。
此外，绿光激光器还可以用于医学治疗，如治疗青光眼、近视等眼病。
绿光激光器的应用绿光激光器在生物医学、工业领域和科学实验等方面有着广泛的应用。
其中，生物医学应用是绿光激光器的主要应用之一。
它可以用于激发荧光染料、激发光敏剂、治疗肾结石、去除皮肤胎记等方面。
在工业领域中，绿光激光器主要应用于纺织、鞋材、皮革、塑料等材料的切割、焊接、打标等。
在科学实验领域中，绿光激光器还可以用于低温物理、化学、生物等研究中。
绿光激光器的优缺点绿光激光器相较于其他激光器有其优缺点，其主要优点包括：具有高的光束质量、单色性好、相干性强、光和物质的相互作用强、能量密度高；主要缺点包括：成本相对较高、维护成本较高、危险系数高、稳定性差。
总体来说，绿光激光器具有非常广泛的应用前景和潜力。
随着科技的发展以及制造技术的不断完善，绿光激光器将会越来越多地应用于各个领域。
激光驱动电路
激光器驱动电路及其外部接口的设计摘要近几年以来，随着全球信息化的高速发展，干线传输、城域网、接入网、以太网、局域网等越来越多的采用了光纤进行传输，光纤到路边FTTC、光纤到大楼FTTB、光纤到户FTTH、光纤到桌面FTTD正在不断的发展，光接点离我们越来越近。
在每个光接点上，都需要一个光纤收发模块，模块的接收端用来将接收到的光信号转化为电信号，以便作进一步的处理和识别。
模块的发射端将需要发送的高速电信号转化为光信号，并耦合到光纤中进行传输，发射端需要一个高速驱动电路和一个发射光器件，发射光器件主要有发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）。
LED和LD的驱动电路有很大的区别，常用的半导体激光器有FP、DFB 和VCSEL三种。
激光器驱动电路调制输出接口电路是光模块核心电路之一，它主要包括激光器调制输出终端匹配和旁路RC匹配滤波以及激光器直流偏置三个部分电路，每一部分电路的设计将直接关系到模块光信号的输出质量。
关键词：激光器；驱动电路；光模块；温度控制；外部接口电路目录第1章半导体激光器概述第2章激光发射模块2.1 激光发射模块概述2.2 信标光发射模块的设计2.2.1 激光器驱动电路设计2.2.2 温度控制（ATC）电路设计第3章激光器驱动电路外部接口3.1 激光器驱动电路直流BLAS输出隔离3.2 激光器驱动电路调制匹配3.2.1 激光器直流耦合驱动3.2.2 激光器交流耦合驱动3.2.3 激光器直耦与交耦驱动方式的比较第4章激光器驱动电路调制输出信号分析与接口电路设计4.1 传输线理论概述4.2 激光器直流偏置4.3 RC补偿网络第5章结束语参考文献第一章：半导体激光器概述半导体激光器作为常用的光发射器件，其体积小、高频响应好、调制效率高、调谐方便，且大部分激光器无需制冷，是光纤通信系统理想的光源。
激光器有两种基本结构类型：（1）边缘发射激光器，有FP（Fabry-Perot）激光器和分布反馈式（DFB）激光器。
紫外绿光激光器
紫外、绿光激光器张成兵、曾海东2013 7.30~8.1一、激光器原理1、紫外激光器下图为紫外激光器的结构图红外脉冲激光是由半导体激光器（LD）产生中心波长为808nm的激光，经过扩束、准直、聚焦成高质量光斑入射到Nd:Y AG晶体上吸收泵浦功率，利用Cr4+：YAG饱和吸收晶体为被动调Q元件产生1064nm的激光。
激光经透镜1聚焦在其焦点处f1的两端面镀有1064nm和532nm双增透膜的KTP晶体上，倍频出的532nm倍频光和1064nm基频光经f2后聚焦在三硼酸锂（LBO）晶体上和频，LBO晶体入射面镀有1064nm和532nm的增透膜，另一面镀有355nm的增透膜。
输出光经石英棱镜把基频光、倍频光、紫光分开。
2、绿光激光器下图为绿光激光器的结构图半导体激光器（LD）产生中心波长为808nm的激光，经光纤耦合输出到聚焦透镜后聚焦到Nd:YVO4激光晶体上，晶体尽可能的靠近镀有808nm增透和1064nm高反双色模的M1镜，将KTP倍频晶体放在基波束腰位置可提高1064nm基频光转换为532nm绿光的转换效率，M2是R=100mm的平凹镜，内侧镀有1064nm高反和532nm高透的双色膜，M3是滤色片，从M3出来的既是绿光。
（说明：以上所述原理为网上资料查询，本人在海目星学习所获得的信息基本和它是一致的，激光也是通过倍频产生，只不过激光器内部结构会有所不同）二、激光参数说明：其它参数无法直接获得，在此就没有列出来。
紫外激光器电流与功率的关系，绿光的与之类似但是功率值要稍高（8~10W）三、加工材料绿光激光器适合加工的材质：PCB板、五金、陶瓷、眼镜钟表、电子器件、仪表、控制面板、铭牌展板、塑料等紫外激光器适合加工的材质：善长打UV膜的材料、塑料打标、FPC柔性电路切割、玻璃打标、白色按键打标、宝石打孔、金属或非金属镀层去除、盲孔加工等四、打样实例样品：热缩管、橡胶、PCB板、UV胶壳、金属名片（蓝、金、红紫）1)热缩管激光参数：24A、20k、800mm、10μs、0.05mm 45度双向填充，f=160mm；下图(1)、(2)分别是放大60倍和210倍的效果图图（1）图（2）2)橡胶激光参数：24A、20k、800mm、10μs、0.05mm 45度双向填充，f=160mm；下图(3)、(4)分别是放大60倍和210倍的效果图图（3）图（4）3)PCB板激光参数：26.5A、30k、1000mm、13μs、0.05mm 90度单向填充，f=160mm；下图(5)、(6)分别是放大60倍和210倍的效果图图（5）图（6）4)UV胶壳激光参数：26A、30k、1000mm、20μs、0.05mm 90度单向填充，f=160mm；下图(7)、(8)分别是放大60倍和210倍的效果图图（7）图（8）5)金属名片激光参数：24.5A、30k、1000mm、1μs、0.03mm 90度单向填充，f=160mm；下图(9)、(10)分别是放大60倍和210倍的效果图图（9）图（10）五、操作流程、电源参数、常见故障、防护措施①操作流程1、打开总电源及其它电源开关2、界面上的开关顺序POWER ON START MENU整个激光器打开需要等待2~3分钟，因为需要初始化确认激光器的元件温控是否正常，否则将会显示激光器出错。
可编程多脉冲绿光激光器
可编程多脉冲绿光激光器
吴丽霞
【期刊名称】《激光技术》
【年(卷),期】2024(48)2
【摘要】为了满足平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统的应用要求,研制出一套可编程多脉冲绿光激光器。
采用光强可编程技术,在任意波形发生器中输入一长脉冲电压波形,并将其加载到电光调制器上;通过对此电压脉冲波形的编辑,在实现时域上控制光强的同时输出多脉冲,且多脉冲的脉冲间隔、脉冲宽度及脉冲波形均任意可调。
结果表明,放大过程的波形畸变得到矫正,获得脉宽为110 ns的绿光单脉冲方波;脉宽为50 ns、时间间隔5μs的绿光双脉冲方波;脉宽为40 ns、50 ns和60 ns、时间间隔为2μs、1μs的绿光三脉冲方波。
该研究为平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统提供了参考。
【总页数】6页(P204-209)
【作者】吴丽霞
【作者单位】中国科学院福建物质结构研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O436;O472.3;O472.8
【相关文献】
1.光谱物理推出Millennia Edge单纵模绿光激光器——具有业界最低噪声和紧凑结构的单纵模连续激光器
2.高重频窄脉冲LD端面泵浦Nd: YAG/LBO绿光激光器
3.高效率Nd∶YVO4/LBO临界相位匹配脉冲绿光激光器
4.应用于MOPA的可编程半导体脉冲种子源激光器的设计与实现
5.脉冲绿光固体激光器
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
激光脉冲的平均功率和功率
一台脉冲激光器，脉冲发射能量是1焦耳/次，脉冲频率是50Hz，则每秒钟发射激光50次，每秒钟内做功的平均功率为：50X1焦耳=50焦耳，所以，平均功率就换算为50瓦。再举例说明峰值功率的计算，一台绿光脉冲激光器，脉冲能量是0.14mJ/次，每次脉宽20ns,脉冲频率100kHz，
能量密度=（单脉冲能量*所用频率 ）/ 光斑面积算
通常也用单位时间内的总能量除以光斑面积
峰值功率=脉冲能量除以脉宽
平均功率=脉冲能量*重复频率（每秒钟脉冲的个数）
脉冲激光器的能量换算
脉冲激光器的发射激光是不连续，一般以高重频脉冲间隔发射。发射能量以功的单位焦耳(J)计，即每次脉冲做功多少焦耳。
连续激光器发射的能量以功率单位瓦特(W)计量，即每秒钟做功多少焦耳，表示单位时间内做功多少。
从脉冲激光器的平均功率看，该镜片是能承受不被损伤的，但从脉冲激光器的峰值功率看，是大于该镜片的激光损伤阈值的。所以，综合判断，该ZnSe镜片不宜用于此脉冲激光器。如果有条件，对脉冲激光器镜片，应当分别测试平均功率和峰值功率的激光损伤阈值。
Ave.Power：平均功率Pulseenergy：脉冲能量PulseWidth：脉宽PeakPower:峰值功率Rep.Rate：脉冲频率ps：皮秒，10-12Sns：纳秒，10-9SM:兆，106J:焦耳W:瓦
平均功率为：0.14mJX100k=14J/s=14W，即平均功率为14瓦；峰值功率是每次脉冲能量与脉宽之比，即
峰值功率：0.14mJ/20ns=7000W=7kW,峰值功率为7千瓦。
要想知道镜片的脉冲激光损伤阈值是否在承受极限内，既要计算脉冲激光的峰值功率，也要计算脉冲激光的平均功率，综合考虑。
如某ZnSe镜片的激光损伤阈值时是500MW/cm2,使用在一台脉冲激光器中，脉冲激光器的脉冲能量是10J/cm2，脉宽10ns，频率50kHz。首先，计算平均功率：10J/cm2X50kHz=0.5MW/cm2其次，再计算峰值功率：10J/cm2/10ns=1000MW/cm2
高精度半导体激光器驱动电源系统的设计
高精度半导体激光器驱动电源系统的设计刘平英;丁友林【摘要】介绍一种以DSP TMS320F2812控制模块为核心的高精度半导体激光器驱动电源系统的设计.该系统以大功率达林顿管为调整管加电流负反馈电路实现恒流输出,利用DSP内部集成的模/数转换器对输出电流采样,并经过PI算法处理后控制PWM输出实现动态的误差调整,消除电路中的静止误差.为了提高系统的稳定性,在系统中加入过流、过压保护和延时软启动保护等功能.结果表明,输出电流范围在10～2 500 mA内,输出电流变化的绝对值小于输出电流值的0.1%+1 mA,从而确保了半导体激光器工作的可靠性.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)008【总页数】4页(P166-169)【关键词】DSP;半导体激光器;PI算法;PWM【作者】刘平英;丁友林【作者单位】金肯职业技术学院,江苏,南京,211156;金肯职业技术学院,江苏,南京,211156【正文语种】中文【中图分类】TN248.10 引言半导体激光器(LD)是一种固体光源，由于其具有单色性好，体积小，重量轻，价格低廉，功耗小等一系列优点，已被广泛应用。
LD是理想的电子-光子直接转换器件，有很高的量子效率，微小的电流和温度变化都将导致其输出光功率的很大变化。
因此，LD的驱动电流要求非常高，必须是低噪声、稳定度高的恒流源，一般电源很难满足要求[1-4]。
此外，瞬态的电流或电压尖峰脉冲，以及过流、过压都会损坏半导体激光器。
这里将以TI公司的DSP芯片TMS320F2812为控制核心，实现带有多种保护的双闭环高精度半导体激光驱动电源系统。
1 系统总体设计恒流源一般采用集成运算放大器和一些分立元器件及单片机构成的“压控恒流源”方法实现，与纯模拟元件构成的恒流源相比，这种方法在恒流精度和线性度上都有明显的提高。
但是该方法中单片机是用作显示与控制电压的给定，并未对输出电流实时检测和控制，属于开环控制系统，影响了恒流源的稳定性及精度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
接口名称 Q 板供电 Q 板触发信号
参数
15VDC TTL5V 同步延时 120μs， 脉宽 50μs（相对于 LD 驱 动信号）
数目 1 1
3.2 电源外部 接口名称 SMA 接口 航插
外触发接口
参数
标准接口
NTC 信号 4 针 TEC 供电 4 针 2 路各 5A、10V
LD 供电 2 针 1 路 5A、7V
最大电流/单路
A
最大电压/单路
V
最大产冷量/单路
w
致冷精度
℃
致冷温度调节范围 ℃
3 10 16 ±0.1 25±3℃
3. 接口
3.1 电源内部 调 Q 驱动电路有我们提供，请在内部留出位置，安装脚位置 60mm×83.46mm，如下
图所示。输入端需提供：15VDC 和 TTL5V，接口为普通电线。输出端为 SMA 接口。
南京先进激光技术研究院 025-6803 7576
KHZ 绿光脉冲激光器驱动电源
图 1 电控系统示意图
1. LD 驱动模块参数
LD 输出特性 最高输出电压 最大输出电流 最大脉冲电功率 电流调节分辨率 脉冲电流上升时间 输出过冲电流 重复频率(QCW) 最大占空比 （QCW） 脉宽范围(QCW) 安全及保护 过流保护
Pin 管供电 2 针 1 路 5V？
风扇供电 2 针 1 路 12V
预留
4针
BNC 接口
数目 1 1
1
环境过温保护
致冷失效保护
功率器件过温保护 光纤未插告警
超频报警
interlock 端子
V Ifmax Pomax Istep
Tr Iover
f
PWmax
PW
7V 5A 35w 0.1A <20us (0A 上升到 5A) <1% Ifmax 1-5kHz
10-75%
100-150us
Iov
1.05 Ifmax
机箱内部温度大于 50ºC 时，关机
告警
LD 温度超设置值+1 ºC 时告警，温
பைடு நூலகம்
度恢复到设置值-1ºC 时告警解
除。
/
/
外触发信号超过设置频率时关机保
护
当端子开路时，系统锁定，无法输
出。
南京先进激光技术研究院 025-6803 7576
2. TEC 驱动参数
2 路 TEC 温控独立工作
TEC 致冷(冷却激光模块)-2 路温控