基于STM32的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著激光技術(shù)的日趨成熟,半導(dǎo)體激光器以其體積小、重量輕、便于集成、轉(zhuǎn)換效率高、能直接調(diào)制以及能與其他半導(dǎo)體器件集成等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動(dòng)器存在控制方式單一、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易調(diào)試、功能簡(jiǎn)單、控制精度較低且等缺陷,限制了半導(dǎo)體激光器在應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展。
　　針對(duì)上述問(wèn)題,根據(jù)激光器輸出功率穩(wěn)定性的因素主要是激光器工作溫度穩(wěn)定性與驅(qū)動(dòng)電流穩(wěn)定性的原理,并在所選用半導(dǎo)體激光器

2、的前提下,確定了激光器驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)指標(biāo),并依據(jù)指標(biāo)設(shè)計(jì)了半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)主要包括溫度控制與電流驅(qū)動(dòng)控制。系統(tǒng)應(yīng)用閉環(huán)負(fù)反饋原理設(shè)計(jì)了溫度控制部分與電流驅(qū)動(dòng)部分,并采用 PID的控制方式,實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)溫度和光功率穩(wěn)定性在1％~0.1%的精密控制,達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,且滿(mǎn)足其在實(shí)際工程上的應(yīng)用,具有很好的實(shí)用性。
　　論文完成的主要工作可概括如下:
　　1.項(xiàng)目分析:根據(jù)所選半導(dǎo)體激光器并分析其工作原理

3、和功能需求的基礎(chǔ)上,對(duì)比之前基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動(dòng)器,提出了驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。
　　2.硬件設(shè)計(jì):驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)平臺(tái),主要包括電流控制模塊與溫度控制模塊,并以STM32微控制器為核心,配合半導(dǎo)體制冷器控制器MAX1968執(zhí)行器件。
　　3.軟件設(shè)計(jì):系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要是以數(shù)字PID計(jì)算控制量,并使用數(shù)字濾波提高了測(cè)試的穩(wěn)定性。上位機(jī)設(shè)計(jì)使用LabVIEW設(shè)計(jì)監(jiān)控界面,實(shí)時(shí)顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。
　

4、　4.測(cè)試驗(yàn)證:最后根據(jù)方案指標(biāo)對(duì)實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驗(yàn)證,測(cè)試結(jié)果證明:溫度控制精度可達(dá)到±0.03℃,穩(wěn)定度為0.15%,激光輸出功率控制精度可達(dá)到±0.02mW,穩(wěn)定度可達(dá)到0.25%,達(dá)到了預(yù)期效果,該半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)溫度和光功率的精密控制,具有實(shí)用性、可行性。
　　論文創(chuàng)新之處
　　1.在半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)中,使用PID控制算法,大大提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,減小超調(diào)量,提高了系