激光器设计原理
外腔激光器工作原理
外腔激光器工作原理
外腔激光器是一种常见的激光器，它利用外部光学腔来增强激
光的放大和稳定。
其工作原理涉及激光的产生、放大和输出过程。
首先，外腔激光器的工作原理基于受激辐射的过程。
在激光器中，有一个激发源，如光泵或电子激发，用来激发激光介质，比如
激光晶体或气体。
当激发源提供能量时，激光介质中的原子或分子
被激发到一个高能级，形成一个粒子群，即激发态。
接下来，外腔激光器利用一个外部光学腔来放大激光。
这个光
学腔通常由两个反射镜组成，一个是部分透射的输出镜，另一个是
全反射的输入镜。
激光在光学腔内来回反射，与激光介质不断相互
作用，从而产生放大效应。
这种外腔的设计使得激光能够得到增强，形成一束高度聚焦的激光光束。
最后，经过放大的激光通过输出镜被释放出来，形成一束稳定
的激光输出。
这种外腔激光器工作原理的设计使得激光器具有高度
单色性和方向性，适用于许多应用领域，如医疗、通信、材料加工等。
总的来说，外腔激光器工作原理是利用外部光学腔来增强激光的放大和稳定，通过受激辐射的过程产生激光，利用光学腔放大和输出激光，从而实现高质量的激光输出。
半导体激光器的工作原理
半导体激光器的工作原理激光技术在现代科学和工业中起着至关重要的作用，而半导体激光器是其中一种常用的激光器类型。
它通过半导体材料的特殊性质来产生激光光束。
本文将详细介绍半导体激光器的工作原理。
一、激光的基本原理要了解半导体激光器的工作原理，首先需要了解激光的基本原理。
激光是一种特殊的光，与普通的自然光有很大区别。
激光光束具有相干性、单色性和聚焦性等特点，这些特征使得激光在各个领域有广泛的应用。
激光的产生是通过光子的受激辐射过程实现的。
在光学腔中，光子通过与激发状态的原子或分子发生相互作用，被吸收并获得能量。
然后，这些激发的原子或分子会受到外界刺激，由高能级跃迁到低能级，释放出原子或分子的“多余”能量。
这些能量会以光子的形式，经过光放大器的反射和反射，最后通过激光器的输出窗口发出。
这样就形成了一束特殊的激光光束。
二、半导体激光器的结构半导体激光器是利用半导体材料的特性来产生激光的器件。
它的主要结构由正、负型半导体材料组成，通常是p型和n型半导体，中间夹层为n型材料。
具体来说，半导体激光器一般由以下几个关键部分构成：1. 激活层（active layer）：激活层是半导体激光器的核心部分，也是激光的产生和放大的地方。
它由两种半导体材料之间的异质结构构成，通常是由n型和p型材料组成。
当外加电流通过激活层时，会在激活层中产生载流子（电子和空穴）。
2. 波导层（waveguide layer）：波导层是指导激光光束传播的部分，其材料的折射率通常比周围材料低。
通过选择合适的波导层结构，可以实现激光束的单模（TEM00）输出。
3. 管腔（cavity）：管腔是激光器中的一个重要元件，它由两个高反射率镜片构成，将光线限制在波导层中，形成光学腔。
其中一个是部分透射的输出镜，另一个是全反射的输出镜。
管腔的长度决定了激光的波长。
4. 电极（electrodes）：电极主要用于施加电场，控制激光器的开启和关闭。
它们通常位于激光器的两端，通过外接电源提供正向或反向偏置电压。
常用激光器工作原理
常用激光器工作原理激光器（Laser）是一种产生、放大和传播激光的装置。
它的工作原理是通过特定的能级结构和激发条件，将能量转换为一种具有高度一致性、单色性和定向性的电磁辐射。
激光器的工作需要满足三个条件：激光介质、激发源和光反馈。
激光介质是能够产生受激辐射的物质，激发源则提供激励能量，而光反馈使激射形成反复往复的光增强。
1.能级结构激光介质中的原子、分子或离子具有不同的能级结构，由基态到激发态。
当能量从外部源激发时，原子中的电子可以被激发到高能级，形成激发态。
这一过程通常需要能量匹配的光子与原子发生相互作用。
在这种光激发过程中，原子或分子会吸收光子能量，电子通过电子跃迁从低能级到高能级，产生多余的能量。
2.受激辐射和自发辐射受激辐射是指在经过充分激发后，原子或分子跃迁到低能级，并释放出与已吸收的光子同频、同相、同向的光子。
自发辐射是在低能级上的电子激发态自发地发射出光子。
受激辐射和自发辐射会使得处于激发态的原子或分子再次处于基态，形成反复循环。
3.光增强和光反馈光能增强是通过光反馈实现的，光反馈可分为正反馈和负反馈。
正反馈是指光在介质中多次传播和反射，与受激辐射和自发辐射发生相互作用，引起更多的激发态原子或分子跃迁并产生相干光辐射。
这样的反馈会引起光的波前调制、相位调制和场增强，使光逐渐得到放大和定向。
负反馈通过输出镜使一部分光波封闭在腔内，从而形成光反射和吸收的平衡。
4.泵浦机制为了提供足够的能量来激发介质，激光器通常需要一个泵浦机制。
泵浦机制可以是电能、光能、化学能等，也可以通过其他激光器提供能量。
泵浦机制的能量输入与介质的特性和能级结构有关，它的主要目的是将激光介质的部分原子或分子激发到高能级，形成反转粒子群，以便进一步产生和放大激光。
常见的激光器包括固体激光器、气体激光器和半导体激光器。
不同类型的激光器工作原理有差异，但基本的激射过程仍然遵循能级结构、受激辐射和光增强的原理。
通过精密的波导、谐振腔和放大剂的设计，可以实现不同波长和功率的激光输出，广泛应用于医学、通信、材料加工、测量仪器等领域。
半导体激光器 原理
半导体激光器原理
半导体激光器是一种基于半导体材料的激光发射装置。
它通过电流注入半导体材料中的活性层，使其产生载流子（电子和空穴）重组的过程中释放出光子。
以下是半导体激光器的基本原理：
1. P-N结构：半导体激光器通常采用P-N结构，其中P区域富含正电荷，N区域富含负电荷。
2. 电流注入：当电流从P区域注入到N区域时，电子和空穴
会在活性层中重组，形成激子（激发态）。
3. 激子衰减：激子会因为与晶格的相互作用而损失能量，进而衰减为基态激子。
4. 辐射复合：基态激子最终与活性层中的空穴重新结合，释放出光子。
这个过程称为辐射复合。
5. 光放大：光子通过多次反射在激光腔中来回传播，与活性层中的激子相互作用，不断放大。
6. 反射镜：激光腔两端分别放置高反射镜和透明窗口，高反射镜可以增加内部光子的反射使其在腔内传播，透明窗口允许激光通过。
7. 激光输出：当达到一定放大程度时，激光在透明窗口处逃逸，形成激光输出。
通过控制电流注入和激光腔的结构设计，可以调节半导体激光器的发射波长、功率等参数，以满足不同应用领域的要求。
激光器产生的原理
激光器产生的原理
激光器产生的原理是在个别原子、分子或离子的能级之间产生强烈的辐射跃迁。
激光器的工作过程包括两个基本步骤：激发和放射。
首先，激光器通过外部的能量输入激发了介质（如固体、液体或气体），使原子、分子或离子的部分电子跃迁到一个较高的能级。
这个激发过程可以通过热能、电能或光能等形式完成。
接着，通过光子的受激辐射，激发态的电子会在短时间内返回到较低的能级。
在这个过程中，它们会释放出一束光的能量。
这个释放过程叫做辐射。
当处于放射能级的粒子发生自发的辐射释放时，会发出一束弱的、无序的、相干的光，即自发辐射。
为了增强放射的效果，激光器通常通过两种方法来实现：
1. 光学反馈：在激发态发射的光线由介质中的一个特定方向透过反射镜反射回来，这个方向就是光学腔。
在光学腔中，光线被多次来回反射，与激发态的粒子频繁碰撞，从而促使更多的粒子发生受激辐射，并以相同的频率和相位发射光线。
2. 反射反馈：通过将一侧的反射镜曲率设计得非常小，使得一部分光线从曲率反射镜射出，而另一部分光线由于反射镜较大的曲率而被反射回去。
这种设计可以增大光子密度，使更多的光线受到刺激辐射。
最终，通过持续不断地受激辐射和反射反馈的过程，激光器可以产生高强度、相干性好的激光光束。
这束激光光束是单色、定向性强、相位一致的，可以用于许多应用，如通信、医学、工业等领域。
激光原理及应用ppt课件
激光调制前
激光调制后
4.机械运动系统
• 基片送入后，高精度伺服电机在微机的控制下转动振镜的角度；
• 激光束通过扫描镜的反射，由f-θ场镜聚焦到基片的边缘位置上；
• 在微机上通过专用的控制软件输入总的清边面积、激光束的行走速度 和需要重复的次数；
E2
E2
E1
E1
自发辐射跃迁
自发辐射光子
c. 受激辐射（激光）: 当频率为=ν（E2-E1）/h的光子入射时，会引发粒子以一定的概率，迅 速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都 相同的光子。
E2
E2
入射光子
E1
E1
受激辐射光子 入射光子
受激辐射跃迁 3-2 粒子数反转
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
4.重叠率计算——Overlap
全反光镜
反光镜： （越75%
）
Shutter
激光器外形 接光纤
Q-Switch
晶体腔
功率计
激光器内部分解图（P4）
Q-Switch 半反镜
晶体腔 光纤耦合器
镜头聚焦原理——凸透镜
激光刻划原理——以P1为例
光斑
1.Beam Shaping （激光束形状）
• 一般的激光都为高斯分布的波形，即高斯光束，为实现特殊的制程需求，需要转变 成为扁平式波形的平顶光束，即Top Hat，通过透镜组改变光束质量和形状产生。
《808nm半导体激光器外延结构设计及其光电性能研究》
《808 nm半导体激光器外延结构设计及其光电性能研究》一、引言随着科技的飞速发展，半导体激光器在通信、医疗、显示等领域的应用日益广泛。
其中，808 nm波段的半导体激光器因其独特的光电性能，在生物医学、材料加工等领域具有重要应用价值。
本篇论文旨在探讨808 nm半导体激光器的外延结构设计及其光电性能的研究，以期为该领域的进一步发展提供理论依据和实验支持。
二、外延结构设计1. 设计原理外延结构的设计是半导体激光器的关键技术之一。
针对808 nm波段的半导体激光器，我们采用了多量子阱（MQW）结构，通过精确控制量子阱的层数、厚度以及掺杂浓度等参数，实现激光器的能级结构和光学增益的优化。
2. 结构设计外延结构主要包括衬底、缓冲层、有源区以及上下两个包覆层。
其中，衬底选用具有优良导热性能的衬底材料，以确保激光器在工作过程中具有良好的热稳定性。
缓冲层用于改善晶格匹配，减少应力，提高外延层的质量。
有源区则是激光产生的核心部分，我们采用了多量子阱结构，以提高光增益和降低阈值电流。
上下包覆层则用于提高光束质量和控制光场的分布。
三、制备工艺在制备过程中，我们采用了金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，通过精确控制生长温度、压力、气体流量等参数，实现了外延结构的精确制备。
同时，我们还采用了离子注入技术对量子阱进行掺杂，以提高其导电性能。
四、光电性能研究1. 光学性能通过测试，我们发现所制备的808 nm半导体激光器具有较高的光功率和较低的阈值电流。
其光束质量良好，具有较低的发散角和较高的光学模式纯度。
此外，我们还观察到其光谱纯度较高，表现出较低的光学噪声。
2. 电学性能在电学性能方面，我们测试了激光器的伏安特性、电容-电压特性等参数。
结果表明，该激光器具有较低的驱动电压和较高的响应速度，表现出良好的电学性能。
此外，我们还观察到其热稳定性较好，在高温环境下仍能保持良好的光电性能。
五、结论本篇论文研究了808 nm半导体激光器的外延结构设计及其光电性能。
《激光原理》PPT课件
2024/1/28
28
前沿动态及发展趋势预测
超快激光技术
实现飞秒、皮秒级超短脉冲输出，用 于精密加工、生物医学等领域。
高功率激光技术
发展高能量、高效率的激光器，应用 于国防、能源等领域。
2024/1/28
激光显示技术
利用激光作为光源的显示技术，具有 色域广、亮度高等优点，是未来显示 技术的重要发展方向。
概述光纤激光器的工作原理、 优势及在通信、传感等领域的 应用前景。
其他典型固体激光器
简要介绍其他类型的固体激光 器，如半导体激光器、拉曼激
光器等。
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03
气体激光器原理与技术
2024/1/28
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气体放电过程及发光机制
01
02
03
气体放电基本概念
电子与气体原子或分子碰 撞，引发电离和激发过程 ，产生带电粒子和光子。
液体染料激光器技术特点பைடு நூலகம்
具有宽调谐范围、高转换效率、短脉冲输出等优点。同时 ，液体染料激光器也存在染料稳定性差、需要定期更换等 缺点。
液体染料激光器应用领域
广泛应用于光谱学、生物医学、光化学等领域。例如，可 用于荧光光谱分析、激光医疗、光动力疗法等。
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半导体材料发光机制及器件结构
2024/1/28
利用半导体材料的特性实现受激辐射，具有 体积小、效率高、寿命长等优点，广泛应用 于通信、显示等领域。
2024/1/28
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02
固体激光器原理与技术
2024/1/28
7
固体激光材料及其发光机制
2024/1/28
固体激光材料种类与特性
01
包括晶体、玻璃、陶瓷等，具有不同的发光特性和应用场景。
9字腔光纤锁模激光器原理__概述说明以及解释
9字腔光纤锁模激光器原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文介绍的是9字腔光纤锁模激光器的原理、工作方式以及其在实验验证与优化方面的应用。
光纤锁模激光器已经成为现代激光技术领域中一个重要的研究课题，具有广泛的应用前景。
其中，9字腔结构是一种常见且有效的布局形式，在锁模激光器研究中被广泛采用。
1.2 文章结构本文将按照以下顺序来展开对9字腔光纤锁模激光器原理的解释和说明：首先，我们将简要介绍光纤锁模激光器基本原理，并详细探讨9字腔结构的特点和组成部分。
接下来，我们将阐述该类型激光器在不同领域中的应用情况。
然后，我们将深入解释该设备的工作原理，包括关键过程如光传输与放大机制、共振腔的特性与工作方式以及锁模效应及其影响因素。
接着，我们将介绍相关实验验证方法和优化措施，并详细阐述实验步骤、设置参数以及结果与分析。
最后，我们将总结主要研究成果，并对未来发展提出展望。
1.3 目的本文的目的是提供读者关于9字腔光纤锁模激光器原理的全面了解。
通过深入探讨其工作机制和特性，我们希望能够为研究人员提供一个清晰、准确的参考，促进对此领域的研究和应用进一步发展。
同时，我们也希望通过实验验证与优化方法的介绍，为相关科研工作者提供有益的指导，从而推动该技术在实际应用中的优化与改进。
2. 9字腔光纤锁模激光器原理:2.1 光纤锁模激光器基本原理:光纤锁模激光器是一种基于光纤放大的激光器，通过在共振腔中引入特定形状的光路径，实现对输出激光的频率和相位进行稳定控制。
该激光器主要由泵浦源、活性介质和反射镜组成。
2.2 9字腔结构介绍：9字腔是一种常用的光纤锁模激光器结构，它由两个反射镜和一个含有掺铒光纤的双环结构组成。
其中一个反射镜是高反射镜，另一个则是半透镜。
这个结构能够提供高品质因子和较窄的线宽。
2.3 锁模激光器的应用领域：锁模激光器具有频率稳定性好、输出功率高、调制带宽宽等优点，被广泛应用于通信、测量、医疗以及科学研究等领域。
半导体激光器发光原理及工作原理
半导体激光器发光原理及工作原理激光器是一种能够产生高度聚焦、高强度、单色、相干性极高的光束的装置。
半导体激光器是一种基于半导体材料创造的激光器，其发光原理和工作原理是通过激发半导体材料中的电子来产生激光。
1. 发光原理：半导体激光器的发光原理基于半导体材料的能带结构。
半导体材料由导带和价带组成，两者之间存在能隙。
在材料中存在自由电子和空穴，当外加电压通过半导体材料时，电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
这些电子空穴对会在半导体材料中扩散，并且在电子和空穴重新结合时释放出能量。
2. 工作原理：半导体激光器的工作原理主要包括注入、增益和反射三个过程。
注入：在半导体激光器中，通过外部电源向半导体材料注入电流。
这个电流会导致半导体材料中的电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
这个过程称为载流子注入。
增益：注入电流产生的电子空穴对会在半导体材料中扩散并发生重新结合。
在这个过程中，电子和空穴释放出能量，产生光子。
这些光子会在半导体材料中来回反射，与其他电子和空穴发生相互作用。
当光子与电子或者空穴相互作用时，光子会被吸收，而电子和空穴则会重新激发，继续释放光子。
这个过程称为激光增益。
反射：在半导体激光器中，两个端面被制作成反射镜。
当光子在半导体材料中来回反射时，一部份光子会被反射镜反射回半导体材料中，而另一部份光子则会透过一个反射镜离开激光器。
这个过程称为光子的反射。
通过不断的注入、增益和反射过程，半导体激光器可以产生高度聚焦、高强度、单色、相干性极高的激光束。
这种激光束在许多领域有广泛的应用，包括通信、医疗、材料加工等。
需要注意的是，半导体激光器的工作原理还涉及到其他因素，如泵浦源、谐振腔等。
泵浦源提供注入电流，谐振腔用于增强激光的相干性和聚焦性。
这些因素的设计和优化对于半导体激光器的性能至关重要。
总结：半导体激光器的发光原理是通过激发半导体材料中的电子来产生激光。
工作原理包括注入、增益和反射三个过程。
注入电流导致电子从价带跃迁到导带，形成电子空穴对；增益过程中，电子和空穴的重新结合释放出能量，产生光子；反射过程中，光子在半导体材料中反射，部份光子被反射镜反射回半导体材料中，形成激光束。
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引 言
光纤传感器自20世纪70年代以来，以其具有的灵敏度高、耐腐蚀、抗电
磁干扰能力强、安全可靠等特点取得了飞速的发展。同时，这些特性也使它可以
实现某些特殊条件下的测量工作，比起常规检测技术具有诸多优势，是传感技术
发展的一个主导方向。
作为光纤传感器中关键的光学元件之一的光源，其稳定度直接影响着光纤
传感器的准确度。本文所涉及的光纤传感器采用的是半导体激光器光源，半导体
激光器具有单色性好、方向性好、体积小、光功率利用率高等优点，但是，光功
率输出受外界环境变化的影响较大。因此，本文针对半导体激光光源的工作原理
和特性，设计了一种简单可行的自动功率控制(APC)驱动电路，通过背向监测光
电流形成反馈，实现恒功率控制。并且，引入了慢启动电路，防止电源电压的干
扰，使激光器不会受到每次开启电源时产生的过流冲击，延长了激光器的使用寿
命。经实验验证，该电路解决了激光器在使用中输出功率不稳定的问题，其稳定
度优于0.5%，达到了较好的稳流效果。
1 光源的工作原理和特性
目前，实际应用的光源有表面光发射二极管(LED)、激光二极管(LD)、超
辐射二极管(SLD)、超荧光光源(SFS)等。随着光纤传感技术的迅速发展，体积
小、质量轻、功耗小、容易与光纤耦合的LD等半导体光源应用越来越广泛。本
文主要研究半导体LD的驱动设计。
1.1 LD发光机理分析
LD的基本结构为：垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里-珀罗谐振
腔，它们可以是半导体晶体的解理面，也可以是经过抛光的平面。其余两侧面则
相对粗糙，用以消除主方向外其他方向的激光作用。当半导体的PN结加有正向
电压时，会削弱PN结势垒，迫使电子从N区经PN结注入P区，空穴从P区
经过PN结注入N区，这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合，
从而发射出波长为λ的光子，其公式
λ=hc/Eg， (1)
式中 h为普朗克常数;c为光速;Eg为半导体的禁带宽度。
如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子
数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下，少量自发辐射产生的光子由于
谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射，造成选频谐振正反馈，或者说对某一频
率具有增益。当增益大于吸收损耗时，就可从PN结发出方向性好、相干性强、
亮度高、频带窄的激光。LD除了具备一般激光的相干性好、方向性强、发散角
小、能量高度集中外，还具有光电转换效率高、输出功率大、体积小、重量轻、
结构简单、抗震性强等特点。
1.2 LD输出特性
图1是一种典型的半导体激光器在不同温度下的输出功率与正向驱动电流
的关系曲线。为了便于看清楚，图中底部的近似直线部分有意抬高了一些。由图
1中可以看出：当驱动电流低于阈值时，激光器只能发射出荧光，只有当驱动电
流大于激光器的阈值电流时，激光器才能正常工作发出激光，因此，要使LD发
射激光，就要供给LD略大于阈值电流的工作电流。而且，LD的阈值电流受温
度的影响，温度越高，相应的阈值电流越大。在某一温度下，当驱动电流低于阈
值电流时，输出光功率近似为零;当驱动电流高于阈值时，输出激光，光输出功
率随着驱动电流的增大而迅速增加，并近似呈线性上升。
本文使用的是波长为1310 nm的FP同轴激光器，其工作电流为25.0 mA，
输出功率为0.96 mW，内部光路原理结构如图2所示。LD与背向检测探测器P
D组合，并封装在一起，LD是正向接法，PD是反向接法。PD用来检测激光器
的背向输出光功率，其输出光功率取决于LD的输出值。
1.3 LD的调制和背光耦合
为了方便进行光功率自动控制，通常，激光器内部将LD和背向光检测器
PD集成在一起，见图2。其中，LD有2个光输出面，主光输出面输出的光供用
户使用，次光输出面输出的光(即背向光)被光电二极管PD接收，所产生的光电
流用于监控LD的工作状态。背向光检测器的监测电流与主输出面光输出功率呈
线性关系，根据背向光检测器对LD的耦合特性，可设计适当的外围电路完成对
LD的自动光功率控制。
2 LD驱动控制电路设计
由图3可以看出：LD与监测二极管是集成在一起的元器件。流入LD的电
流经过APC电路的预偏置电流。APC电路通过电流负反馈电路抑制由于温度变
化、器件老化等引起的光功率的变化。APC电路部分采用背向光反馈自动偏置
控制方式，即用半导体激光器组件中的PD光电二极管监测LD背向输出的光功
率。因为背向输出光功率能跟踪前向输出光功率的变化，通过闭环控制系统就可
以调节激光器的电流，达到输出稳定光功率的目的。
图4所示的APC电路由运算放大器1，2和晶体管Q1以及外围电路组成，该
电路是一个以三极管为核心的负反馈系统，具有自动稳定激光器光输出功率的功
能。反馈取自LD的背向光，由背向光监测二极管检出并转换成相应的电流，经
电容器C1滤波后，进入运放的反向输入端，将电流信号转换成电压信号V1。
运放的同向输入端由LM336和运放组成的+2.5 V稳定基准源及变位器R5组成。
基准电压的输出为V2，可以通过变位器进行调节。
在给驱动电路加上电压的瞬间，会产生一个较大的冲击电流，瞬间电流的
大变化会影响半导体激光器的使用寿命。此外，一般情况下，电源电压都是由交
流220 V经变压整流提供给驱动电路电压，外部串入的干扰信号也会产生瞬间
的大电流，这样，长期工作也会影响半导体激光器的使用寿命。
基于这种情况，在设计中引人慢启动电路，即在基准源的输入端并接二极
管和电容，其中的电容在10～470μF左右，其最佳值在22～47μF。这样，驱
动电路不受电源电压的干扰，具有慢启动效果，使激光器不会受到每次开启电源
时产生的过流冲击，延长了激光器的使用寿命。
APC电路控制过程如下：当由于某种原因，使LD的输出光功率降低时，
耦合至光电二极管的电流也同比例减小，即V1减小，这样，通常状态下的平衡
被打破，使得运放1输出端的电压即V3将会增大，于是，三极管Q1的基极电
流增大，集电极电流也随之增大，而集电极电流正是流入LD的电流。因此，流
入激光器的电流增大，输出光功率相应增大，从而使输出光功率保持不变;反之，
亦然。
根据本传感器的激光器的性能参数，选择合适的电阻电容进行匹配，调节电
位器，可以得到不同的光功率输出值。图5是在室温(25℃)下进行的实验曲线图，
从图中可以看出：该光纤传感器LD光源的阈值电流在8 mA左右，稳定工作在
10～30mA之间。输出功率与驱动电流在大于阈值电流后呈较好的线性关系。正
常工作时能输出-0.1，-1，-2，-5，-10 dB等可调的稳定的光功率值。电路中的
参数配置，使流入LD的电流不会超过其极限值。
实验证明：该设计电路正确可行，基于背向监测器的自动光功率反馈保证
了光纤传感器能够在功率恒定的情况下正常工作。
3 结论
本文所设计的驱动电路，通过慢启动和功率自动控制电路解决了激光器在
使用中输出功率不稳定的问题，其稳定度优于0.5%，达到了较好的稳流效果。
本文中的光纤传感器是应用于液氮的低温环境下，本次实验是在室温下进行，将
其耦合器和其驱动电路部分通过光纤引出处于室温(25℃)下，温度变化不是很
大，因此，没有引入温度补偿控制电路。下一步实验将使光纤传感器处于液氮的
低温环境下工作，温度波动较大，需要考虑加入自动温度补偿电路，实现恒温控
制。
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