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简单LD(激光二极管)驱动之压控恒流源

发布时间:2022-02-14 11:05:46 浏览量:6261 作者:Bright

摘要

半导体激光器按泵浦方式不同可分为电注入式激光器、光泵激光器、电子数泵浦激光器等。其中,电注入式激光器的核心组件是激光二极管(LD)。而为了驱动激光二极管正常运作,通常需要使用恒流源作为驱动,来保证激光器输出功率和LD寿命。而以运算放大器为核心的电压控恒流源,由于其对恒流源电流大小的可控性,被人们广泛应用。

正文


简单LD(激光二极管)驱动之压控恒流源

LD(laser diode),即激光二极管,是组成激光器的核心组件,由发光二极管光学谐振腔等组成。电流注入式激光二极管会引出2根正负接线,通过注入额定电流,使激光二极管发射出固定波长的激光。然而,由于激光二极管的固有特性,无法用恒压源供电,需要使用稳定的电流供应,才能使激光输出功率保持在一个稳定值。因此,一个稳定可控的恒流源电路,是驱动激光二极管的必要条件。


以运算放大器为核心的压控负反馈恒流电路,就是其中一种激光驱动电路。其核心电路如下图。运算放大器负反馈恒流电路有一下两个性质:

1.正向输入端3和反向输入端2虚短。即这两端近似看为短路,其电压值相等。

2.正向输入端3和反向输入端2断。即这两端的输入端可近似看为断路,即流入这两端的电流为0。

3.其输出端口1输出的电流是定值,不随输出端串联电阻阻值大小的变化而变化。



因此,运算放大器输出端口1,即可看做是一个恒流源。通常会将激光二极管作为负载,串联在输出端,而流过激光二极管的电流不会因其阻值的变化而变化。



上图为Multisim仿真得到的简易LD驱动压控恒流源电路。其中以R2这个变阻器代替激光二极管,并将其电阻值设置为0Ω,可以看到此时流过R2的电流为2.5mA。



将R2,设置为2kΩ,由上图看到,流过R2的电流依然为2.5mA。



由于运算放大器正向输入端3的电压,可以控制反向输入端2的电压(虚短),反向输入端的电压即为负载R1的电压,而R1的电流等于R2(激光二极管的电流)。因此,通过改变运算放大器正向输入端3的电压,则可以改变R2的电流值。即,R2的电流I2=I1=V1/R1。我们将之前正向输入端电压由5V改为3V后,通过R2的电流也将发生变化,如上图。

这就是一个简单的激光二极管(LD)驱动用压控恒流源了。


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