半导体激光器驱动电源的控制系统
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。
单片机控制的半导体激光驱动电源
有效地解 决半导体 激 光 器工 作 的准确 、 定 和 可靠性 问 题 。 稳 数字化 、 智能化 也是半导 体激光器 应用 的必然发 展方 向 。本 文介绍我 们研制 的一种 由单 片机控 制 的连续 运 转半 导 体激 光器驱动 电源该 系统 具有 广泛的实 际应用 前景 。
接一个 常闭继 电器 Ｊ 。激 光器两端 可通 过 儿 与地 短路等 电 ｌ 位， 即使 未 开机 ， 被保 护免 受静 电 的破坏 。由于浪 涌电 流 也 在 电源接通 和断开 时大量 出现 ， 方面 一 通过控制 Ｑ、 的 动 儿 作顺序 ， 以避开 浪 涌电流 的 冲击 ， ： 动激 光 器时 ， 打 可 既 启 先 开 电流开关 Ｑ， 浪 涌电流 过去 之 后 （ 待 大约 ０ ５秒 ）再 断 开 ． ， Ｊ ， 关闭过程 则 正好 相 反。另 一 方面 ， ｉ而 采取 慢 启 动和 慢 关 闭 ， 电源开 和关引起 的激光器 工作电 流的变 化成 为一种 缓 使
可见及 红外 ， 光 谱技 术 、 外差探 测 、 在 光 医疗 、 工 等 领 域 得 加
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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。
半导体激光器稳功率控制系统的设计
Design of D iode Laser Stable O utput s Control System
LIU Bo, CAO Ru i m ing, GUO J ian ying
( S chool ofM easure- con trol T echnology and Comm un icat ion Eng ineering, H arb in U n iversity of Science and Techno logy , H arb in 150040 , Ch ina)
第 13卷
第 6期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Vo l 13 N o 6 Dec ., 2008
2008 年 12 月
JOURNAL HARB I N UN I V. SC I . & TECH.
半导体激光器稳功率控制系统的设计
刘 泊, 曹瑞明, 郭建英
( 哈尔滨理工大学 测控技术与通信 工程学院 , 黑龙江 哈尔滨 150040)
4 光功率控制
光功率采样电路如图 4 . 光电二极管 PD 集成在 激光器内 , 其电流信号采用精确度为 0 25% , 温飘 系数为 5PPM 的 1k电阻采样, 得到的光电转换信号 经过 放大后 , 输入 到单片 机的 P6 1 端 口, 经 A /D 后, 由 CPU 进行下一步处理 .
3 1 恒流源工作原理 其电路主要由 MOSFET 管 Q 1、 运放 A1A、 A4B、
第 6期
张礼勇等 : 数字通信系统中位同步信号提取的 FPGA 实现
97
从图 6 中可以看出 , 开始输出的位同步信号滞 后 , 相位比较器输出加脉冲控制信号 , 使同步输出时 钟的相位向前逐渐调整, 最后达到相位锁定, 即实现 了时钟同步 . 本设计应用于低压电力线载波通信模块中 , 要 求同 步 建 立 的 时 间 小 于 0 002s. 相 位 误 差 小 于 0 07 . 在设计中 FPGA 的高频时钟采用 30 72MH z, 两路窄脉冲的频率为 15 36 MH z , 要求提取的位同 步信号的频率, 即码元速率为 120 kH z, 因此分频因 子 n = 128. 用数字锁相环法提取位同步信号时, 相 位调整误差为: = 2 /n = 0 049 失步后需要重新建立同步所需的最大调整次数 为 n /2 次, 由于数字信息是一个随机的脉冲序列, 可 近似认为两相邻码元中出现 01 、 10 、 11 、 00 的概率相 等 , 其中有过零点的情况占一半 . 而数字锁相法都是 从数据过零点中提取标准脉冲的, 因此平均来说, 每 2Tb 秒可调整一次相位 , 故同步建立时间为 ts = 2T b ! ( n / 2) = nT b 因此本设计 中的 同步 建立时 间为 0 001s, 对 于 120kH z的 信 号来 讲 , 这 个 建 立时 间 可 以满 足 要求 .
一种基于单片机的半导体激光器电源控制系统的设计
一种基于单片机的半导体激光器电源控制系统的设计作者：贾文超李娟娟刘增俊程全喜来源：《现代电子技术》2008年第05期摘要：介绍了一种以C8051F高速单片机为核心的半导体激光器驱动电源的控制系统。
半导体激光器的工作电流是通过恒流源及光功率反馈控制的，其中恒流源采用达林顿管作为调整管，他可调整大范围的输出电流，可为半导体激光器提供稳定、连续的电流，并且具有慢启动和保护电路等功能。
关键词：半导体激光器;恒流源;慢启动;C8051F单片机中图分类号：TP368.1;TN249 文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)0519002Design of Electric Power Control System by Single Chip for Semiconductor LaserJIA Wenchao,LI Juanjuan,LIU Zengjun,CHENG Quanxi(Electrical and Electronic Engineering College,Changchun University ofTechnology,Changchun,130012,China)Abstract：A diode laser output power system controlled by microprocessor C8051F is presented.The work current of diode laser controlled by stable current source and light power feedback.This constant current source uses a high power Darlington transistor as the current control device,the value and range of the output current which can be adjusted are very large.The constant current source has protective and slow start function and so on.Keywords：semiconductor laser diode;constant current source;slow-start circuit;C8051F single chip半导体激光器(LD)体积小，重量轻，转换效率高，省电，并且可以直接调制。
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》范文
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，半导体激光器在通信、医疗、军事、工业加工等多个领域发挥着日益重要的作用。
特别是混沌半导体激光器，因其在信号处理和信号增强等应用上的突出优势，得到了广泛的研究与应用。
然而，要充分发挥其性能，其驱动与温度控制系统的设计是关键所在。
本文旨在研究并设计一个面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统，为混沌半导体激光器的实际应用提供支持。
二、混沌半导体激光器的工作原理及特点混沌半导体激光器，作为新一代的光源，具有优良的光束质量、高稳定性和高效率等特点。
其工作原理主要基于半导体材料的光电效应和激光原理。
然而，其工作状态易受环境因素如温度、电流等的影响，因此需要精细的驱动和温度控制系统。
三、驱动系统设计1. 电源设计：为了满足混沌半导体激光器的高精度和高效率的工作需求，驱动电源应具备高稳定性、低噪声和快速响应等特点。
我们采用高精度直流电源模块，并配合精确的电压和电流控制电路，以实现对激光器的高精度驱动。
2. 驱动电路设计：驱动电路是控制激光器工作状态的核心部分。
我们采用数字控制技术，结合精确的反馈机制，实现对激光器工作电流的实时调节和精准控制。
同时，我们还设置了保护电路，以防止因电流过大或过小对激光器造成损害。
四、温度控制系统设计1. 温度传感与监控：为了实现对激光器工作温度的实时监控和控制，我们采用了高精度的温度传感器，将实时温度数据传输至控制中心进行处理和分析。
2. 温控模块设计：根据实时温度数据，我们设计了温控模块，通过调节制冷或加热装置的工作状态，实现对激光器工作温度的精确控制。
同时，我们还设置了温度保护机制，以防止因温度过高或过低对激光器造成损害。
3. 反馈与优化：我们通过引入反馈机制，将实际温度与设定温度进行对比，根据对比结果调整温控模块的工作状态，以达到精确控制激光器工作温度的目的。
此外，我们还通过优化算法和程序，进一步提高系统的稳定性和响应速度。
高精度半导体激光器控制系统的设计与实现_开题报告
题目：高精度半导体激光器控制系统的设计与实现报告人：保密导师：隐私教授开题报告提纲：一、基本概念与原理二、研究意义三、控制对象四、设计内容五、进展计划六、参考文献一、基本概念与原理1.1半导体激光器的概念及发展半导体激光器是以半导体材料作为工作物质的激光器。
半导体激光器相比于其它种类的激光器，还具有单色性强、光谱集中、可高速直接调制、便携性、价格便宜、性能稳定等众多优点；因而常被用作光学仪器中的光源部分，并广泛应用于物质检测、环境监测、成份分析、计算机、通信、医疗、机械加工、航天和国防等领域，更是光电子学研究中不可或缺的器件之一。
1962 年，美国的克耶斯[1]（Keyes）等人发现砷化镓（GaAs）材料具有光发射现象。
随后第一台同质结GaAs半导体激光器由美国的霍尔[2]（Hall）发明，至此揭开了半导体激光器发展的序幕。
80年代初期，分子束外延、气相沉积等技术作为超薄层材料生长方法相继问世，电子束曝光和离子束刻蚀在超微细结构加工领域活跃，这些技术不仅促进了激光器的商品化，还为分布反馈（DFB）和垂直腔面发射（VCSEL）等新一代半导体激光器的诞生提供了条件[3]。
早期的半导体激光器工作环境非常苛刻，只能在超低温下才能实现微秒脉冲工作。
时至今日，半导体激光器的发展经历了半导体生长技术的提升和工作物质的更新换代，其腔体结构不断改进、性能不断优化，在短短的几十年内取得了如下令世人瞩目的成就：a、工作环境从超低温发展到常温[4]；b、阈值电流从几百毫安降至几十毫安，甚至亚毫安级别，并向着无阈值方向发展；c、波长范围从红外波段发展到蓝绿光波段[5]；d、光电转换效率不断提高，已优于60%以上[6]；e、使用寿命从几百小时发展到百万小时[7]；f、大功率半导体激光器、阵列激光器问世。
1.2半导体激光器工作原理增益介质、泵浦源和谐振腔是构成任何一款激光器的必要条件[8]。
半导体激光器通过向PN结注入一定大小电流产生反转粒子的积累，并使之发生受激辐射；再通过谐振腔对光强的正反馈，使光子在谐振腔内产生激光振荡；最后，在满足产生激光的三个必要条件下，激光器在末端采用光纤耦合的方式，将产生的激光输出。
基于单片机的半导体激光器数控电源控制系统
系统总体框图如图 1所示 。
图 1 系统总体框图
3 硬件组成和模块设计 311 DAC电路的实现
为了能得到较为精确的 011V 步进 ,我们设定 每一单位数字量对应电压为 0105V ,步进 011V 即对 应于数字量加 2,数字有效范围 0～198D ,对应输出 0～919V。这样处理的好处是容易对输出电压进行 软件控制和计算 ,但是在硬件上 ,需要采用输出电压 放大模块对电压进行放大处理 ,使输出数字量为 0～ 198D 时 ,实际输出电压线性落在 0 ～919V 范围内 。 但在 DA 转换后 ,需要用输出电压放大模块对电压 进行放大处理 。 312 功率扩展电路
Abstract:A diode laser output power system controlled by m icrop rocessor is p resented1The system can samp le the current accurately, and the safeguard circuit adop ted both software and hardware p rotection1W ith the direct current correction, the system adop t sw itch power, control circuit, signal samp ling, amp lifier circuit and p rotecting circuit to a2 chieve the reliable function of the laser diode1 Key words: laser diode; output power; m icrop rocessor; control system
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