二极管激光器驱动电源的研制

技术分类: 电源技术  | 2007-07-03
来源:中国电源网 | 作者:任青毅 龙燕 曹科峰

       2 TEC温度控制

  如图3所示,LD的输出波长、阈值电流及输出功率的稳定性对温度都非常敏感。只有提供了恒定的工作温度, 才能保证LD 具有稳定的输出波长、输出功率及最大的效率。同样温度对LD 泵浦的倍频晶体的工作的影响也很大。

DPL的温度-波长曲线

  
图3 DPL 的温度-波长曲线

  温度调节用半导体制冷器(TEC)是一种依据帊儿帖效应工作的固体热泵,体积小、重量轻、无噪音、制冷效率高,特别适合对有效空间进行温度控制。它的冷、热端方向由电流方向决定,温度的高低与电流大小成正比。在对激光器工作温度的稳定性要求较高的场所,一般都采用双向温控。

  激光二极管的TEC 温控器电路,有专用的控制芯片,如美国Linear 公司的LTC1923。考虑成本,这部分电路自行设计。

  激光器组件的测温元件采用热敏电阻,与半导体致冷器配合即可完成对激光器的精密温度控制。通过自动温度控制电路,可把激光器的温度控制在圆缘益依园援1益的范围内,使激光器的工作稳定。热敏电阻测量激光器管芯温度,将其与给定电压比较,进行相应硬件或算法处理后,输出一定电压(电流)给TEC,TEC 就对激光器进行制冷或加热,使激光器温度稳定在所要求的值

。激光器的温控系统必须满足控制精度高、温度稳定性好的要求,而且,必须是双向控制的,以适应外界温度变化和激光器工作条件的不确定性。

  但是TEC 的电流一旦超过某个最大值,TEC就不再制冷而只是发热,因此应避免这种情况的发生。

  3 研制情况

  图4 所示为研制的DPL驱动电源。它提供了所需电流控制模式,输出电流0耀3A。可安全地操作控制CW、QCW 激光二极管、LED 或类似器件所需的驱动电流。双路输出的TEC 热电冷却在0~40°益范围控制精度可以达到0.1℃。外部调制功能允许对准连续器件进行数字调制操作或对连续激光二极管进行模拟调制。模拟调制带宽范围从DC到35kHz。

DPL驱动电源的实物照片

  
图4 DPL 驱动电源的实物照片

  4 结语

  本文所设计的可连续或准连续工作的激光二极管驱动电源,经实际使用证明,该电源能够满足二极管泵消固体激光器(DPL)表演系统的特殊要求。

  参考文献
       [1] 高远,蒋玉思援单级半导体制冷器设计中常用公式的推导[J].广东有色金属学报,2003,(11).
       [2] 周瑜,丁永奎,倪文俊,等援半导体激光器的高精度温控仪[J].量子电子学报,2003,(8).

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