用于固體激光器泵浦的大功率脈沖LD驅(qū)動電路的設計與實現(xiàn).pdf

1、激光器自20世紀60年代發(fā)明以來,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ睢⒐I(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事領域、航空航天領域、生物醫(yī)療領域等不可或缺的一部分。雖然我國對半導體激光器的研究緊跟國外的步伐,但是對其驅(qū)動電源的研究與發(fā)達國家相比還有一定的差距,特別是同時對驅(qū)動電流脈沖幅度及脈寬可調(diào)方面的研究較少。本文正是基于此,并結合課題的需要,研制一臺大功率、脈沖及電流可調(diào)的LD驅(qū)動電源。
　　本文在分析溫度、電流等對半導體激光器輸出特性影響的基礎上

2、,結合各項指標,考慮LD各種損壞的可能性,提出一套半導體激光器驅(qū)動電源的綜合設計方案。系統(tǒng)包含供電電路、電流控制、溫度控制、系統(tǒng)防護以及人機界面等。
　　供電電路根據(jù)不同的需求采用線性串聯(lián)型穩(wěn)壓和開關降壓型穩(wěn)壓相結合的方式。以微控制器STM32F103RCT6的12位快速DA輸出作為電流控制信號,通過高速、低噪聲運算放大器OP37與采樣電流的比較結果調(diào)整驅(qū)動管,實現(xiàn)對脈沖的脈寬、占空比、重復率等控制,調(diào)節(jié)輸出電流幅度。電流穩(wěn)定度優(yōu)

3、于0.5％,脈沖上升沿小于50nS。溫控部分,采用美國AD公司的ADT7420采集,并以基于數(shù)字PID算法的H橋驅(qū)動電路驅(qū)動半導體制冷片,控制LD工作溫度。浪涌、靜電、過流和過溫等防護措施采用硬件加以控制,起到軟件、硬件雙重防護的效果,延長LD的使用壽命。
　　最后對系統(tǒng)的性能進行綜合測試,驗證設計方案的可行性。使用該電源驅(qū)動半導體激光器獲得808nm脈沖激光,以此激光泵浦Nd:YAG晶體組成的DPSSL系統(tǒng),結合腔內(nèi)倍頻,獲得4