在百瓦級到千瓦級的QCW激光二極管的應用研究中,激光二極管的工作狀態好壞對其驅動電源的依賴很大,除要求供給可靠的連續脈衝(chong) 大電流外,還要充分考慮大功率激光二極管是低阻、快響應的半導體(ti) 器件,任何瞬態過流、過壓和尖峰脈衝(chong) 都可以 導致它的損壞,並且價(jia) 格昂貴。所以為(wei) 了確保激光二極管安全工作,盡可能延長激光二極管的使用壽命,要求電源輸出的脈衝(chong) 大電流應當頂部平坦,前後沿適中,整個(ge) 波形上不能有振蕩及反射現象。
鑒於(yu) 此,設計了采用微處理器控製脈衝(chong) 信號,產(chan) 生一個(ge) 幅度、頻率、脈寬均可精確調節的電壓波形,再驅動功率MOSFETs得到穩定的電流脈衝(chong) 的主電路。為(wei) 得到實時電流情況,而又不影響被測電路,采用了霍爾電流傳(chuan) 感器加A/D變換器的方法。同時為(wei) 滿足用半導體(ti) 激光器作固體(ti) 激光器泵浦源的用途,電源設置了一個(ge) 相對主電流脈衝(chong) 的可變延遲脈衝(chong) 信號。這一延遲信號由可編程計數器完成。此外為(wei) 了使多個(ge) 激光二極管聯動,電源還設有同步輸出脈衝(chong) 及外調製。在電源的操作上,考慮到便捷及使用習(xi) 慣,采用了點陣液晶顯示模塊和輕觸鍵開關(guan) ,為(wei) 解決(jue) 電流脈衝(chong) 無損耗的傳(chuan) 輸,使用進口特殊連接插頭及傳(chuan) 輸線作為(wei) 輸出連接。在其它安全問題上還設置一係列包括電源濾波、去浪湧、軟啟動、最大電流限製等保護措施。成功地解決(jue) 了QCW激光二極管的驅動問題。
電源電路結構由兩(liang) 大部分組成:電流放大部分和控製部分。電流放大部分包括:由大功率場效應晶體(ti) 管組成的電流放大器及供給它工作的電源(稱主電源)。控製部分包括微控製器、脈衝(chong) 信號發生器、延時脈衝(chong) 產(chan) 生器、輸出電流測量係統、液晶顯示器及控製部分的供電源(稱輔電源)。
當閉合電源開關(guan) 後,輔電源開始供電,依照麵板上液晶顯示器上的提示,鍵入所需脈衝(chong) 的頻率、寬度後,按下輸出鍵,脈衝(chong) 信號發生器產(chan) 生相應的輸出,經激勵後,推動功率場效應晶體(ti) 管輸出脈衝(chong) 大電流驅動激光二極管工作。與(yu) 此同時,電流測量電路把實際的脈衝(chong) 電流幅值顯示在顯示器上。調整輸出電位器可得到不同大小的電流。如工作需要,在液晶顯示器提示下,還可輸入相對主電流脈衝(chong) 前延的延遲時間,就可以另外得到需用的延遲脈衝(chong) 信號。
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