專利名稱：連續可調節小功率半導體激光器驅動源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小功率半導體激光器驅動電源，具體是一種用于測試和測量 的小功率半導體激光器驅動的恒流源。
背景技術：
半導體激光器是一種電致發光器件，輸出光功率低于IOmW的小功率半導體激光 器在測試、測量、光通訊和光譜分析等領域應用越來越廣泛。當穩定的電流輸入半導體激光 器時，它會發出一定波長的激光。半導體激光器輸出光會因驅動電源輸入電流不穩定而導 致其輸出波長不穩定，尤其是當電源突然開啟或突然關閉時，因電流突變使得半導體激光 器承受很大的正向或反向電流梯度，而造成半導體激光器的損壞。通常半導體激光器不穩 定甚至損壞的原因主要來自電源驅動系統，所以半導體激光器要求輸入的電流穩定、可靠、 抗干擾能力強、還要求當電源突然開啟或突然關閉時，能避免半導體激光器因驅動電流突 變而損壞。另外用于測試、測量的半導體激光光源對輸出波長、線寬等也具有明確的要求， 而半導體激光器輸出波長、線寬等與驅動電流的大小、驅動電流的穩定性和工作溫度等有 著直接關系，因此具有驅動電流連續可調特性的高穩定驅動源一直是人們急需解決的關鍵 技術。現有的半導體激光器驅動源，部分解決了系統的抗干擾問題，但對因驅動電流突變而 造成的半導體激光器損壞，并沒有很好的解決方案。對于限流保護、反向保護以及輸出電流 連續穩定可調節等的解決方案也還一直處于研究中。
發明內容本實用新型的目的是，提供一種用于小功率半導體激光器的恒流驅動源裝置，為 小功率半導體激光器提供連續可調、穩定、可靠、抗干擾能力強的恒定驅動電流。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種連續可調節小功率半導體激光器驅動源裝置，特點在于其構成包括一臺直流供電電壓源的正極接線性穩壓模塊的輸入端，該直流供電電壓的負極接 地，所述的線性穩壓模塊的正極輸出端與接地端共同作為本驅動源裝置的線性穩壓供電電 源；所述的線性穩壓模塊的正極與充電電阻和充電電容組成充放電回路，再加上調整 管組成供電延時電路；充電電阻的一端與所述的線性穩壓模塊的正極輸出端和調整管的集 電極相連，充電電阻的另一端接所述的調整管的基極和充電電容的正極，充電電容的負極 端接地，調整管的發射極作為具有延時特性的供電電源的正極端；依次連接的第二電阻、可調電位器和第三電阻組成驅動源驅動電流調節采樣回路 和最大、最小電流限流保護回路，所述的第二電阻的另一端接所述的調整管的發射極，所述 的第三電阻的另一端接地，驅動源驅動電流的采樣電壓經可調電位器的滑動端輸入電流放 大與穩流電路的控制端；所述的電流放大與穩流電路的正極性輸出端與半導體激光器的反向端、保護二極管正向端和保護電容的一端連成節點，所述的半導體激光器正向端、保護二極管反向端和 保護電容的另一端與所述的調整管的發射極、第二電阻的一端共節點，所述的電流放大與 穩流電路的另一端接地。所述的電流放大與穩流電路的構成是可調電位器的滑動端經限流電阻與運算放 大器正極性輸入端和第三電容的一端共節點，該第三電容的另一端接地，所述的運算放大 器的負極性輸入端與第四電容和第五電阻的一端相連，該第四電容和第五電阻的另一端與 所述的運算放大器的輸出端和第六電阻的節點相連，該第六電阻的另一端連接功率放大管 的基極和濾波電容的正極形成的節點相連，該濾波電容另一端接地，所述的功率放大管的 集電極為電流放大與穩流電路正極性輸出端，該正極性輸出端連接所述的半導體激光器反 向端、保護二極管正向端和保護保護電容的一端，向所述的半導體激光器注入穩定的恒定 的驅動電流，所述的功率放大管的發射極經第七電阻接地，該功率放大管的發射極還與所 述的運算放大器的負極性輸入端相連。與現有相關技術相比，本實用新型特點和技術效果如下1、可以連續向小功率半導體激光器的輸出穩定、可靠、抗干擾能力強的恒定電流。 線性穩壓供電電源與充電電阻和充電電容組成充放電回路，再加上調整管組成供電延時電 路，可以使線性穩壓供電電源突然開啟時的輸出電流緩慢上升，突然關閉時輸出電流緩慢 下降，避免半導體激光器因電流突變而損壞。2、另外由第六電阻、第七電阻、濾波電容和功率放大管組成的電路具有二次濾波 功能，可以減少驅動源穩定工作過程中電磁干擾提高輸出電流抗干擾性能。第二電阻、第三 電阻和可調節電位器組成驅動源驅動電流調節采樣回路和最大、最小電流限流保護回路， 一方面可以通過連續調節電位器的滑動端的位置來實現采樣信號的連續調節變化，從而可 使本驅動源輸出電流連續可調。另一方面，可以通過改變第二電阻和第三電阻的阻值來實 現所述的限制電位器上分配的電壓最大、最小值，從而限制了采樣信號的最大、最小電壓 值，達到了驅動源輸出電流最大、最小限流的保護功能。3、實驗表明，本實用新型連續可調節小功率半導體激光器驅動裝置可根據需要在 IOmA IOOmA之間連續調節輸出電流，在IOmA IOOmA輸出范圍內電流紋波峰峰值不大于 0. 5%。
圖1為本實用新型連續可調節小功率半導體激光器驅動裝置電路示意圖圖2是本實用新型中電流放大及穩流電路示意圖
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明，但不應以此限制本實用新型的 保護范圍。先請參閱圖1，圖1為本實用新型連續可調節小功率半導體激光器驅動裝置電路 示意圖，由圖可見，本實用新型連續可調節小功率半導體激光器驅動裝置的構成包括一臺 直流供電電壓源VCCl的正極1接線性穩壓模塊Ul的輸入端，該直流供電電壓源VCCl的負 極接地2，所述的線性穩壓模塊Ul的正極輸出端與接地端共同作為本驅動源裝置的線性穩壓供電電源；所述的線性穩壓模塊Ul的正極3與充電電阻Rl和充電電容Cl組成充放電回路， 再加上調整管Ql組成供電延時電路；充電電阻Rl的一端與所述的線性穩壓模塊Ul的正極 輸出端和調整管Ql的集電極相連，充電電阻Rl的另一端接所述的調整管Ql的基極和充電 電容Cl的正極，充電電容Cl的負極端接地，調整管Ql的發射極作為具有延時特性的供電 電源VCC3的正極端；依次連接的第二電阻R2、可調電位器VR和第三電阻R3組成驅動源驅動電流調節 采樣回路和最大、最小電流限流保護回路，所述的第二電阻R2的另一端接所述的調整管Ql 的發射極，所述的第三電阻R3的另一端接地，驅動源驅動電流的采樣電壓經可調電位器VR 的滑動端VR-2輸入電流放大與穩流電路U2的控制端；所述的電流放大與穩流電路U2的正極性輸出端與半導體激光器LD的反向端、保 護二極管Dl正向端和保護電容C2的一端連成節點，所述的半導體激光器LD正向端、保護 二極管Dl反向端和保護電容C2的另一端與所述的調整管Ql的發射極、第二電阻R2的一 端共節點，所述的電流放大與穩流電路U2的另一端接地。所述的電流放大及穩流輸出電路U2內部電路連接如圖2所示。所述的電流放大 與穩流電路U2的構成是可調電位器VR的滑動端VR-2經限流電阻R4與運算放大器U2A 正極性輸入端和第三電容C3的一端共節點，該第三電容C3的另一端接地，所述的運算放大 器U2A的負極性輸入端與第四電容C4和第五電阻R5的一端相連，該第四電容C4和第五電 阻R5的另一端與所述的運算放大器U2A的輸出端和第六電阻R6的節點相連，該第六電阻 R6的另一端連接功率放大管Q2的基極和濾波電容C5的正極形成的節點相連，該濾波電容 C5的另一端接地，所述的功率放大管Q2的集電極為電流放大與穩流電路U2正極性輸出端， 該正極性輸出端連接所述的半導體激光器LD反向端、保護二極管Dl正向端和保護保護電 容C2的一端，向所述的半導體激光器LD注入穩定的恒定的驅動電流，所述的功率放大管Q2 的發射極經第七電阻R7接地，該功率放大管Q2的發射極還與所述的運算放大器U2A的負 極性輸入端相連。所述的直流供電電壓源VCCl輸出的電壓經過線性穩壓模塊Ul 二次穩壓使得供電 電源電壓紋波進一步減小。線性穩壓模塊輸出端3與接地端2共同組成整個驅動源裝置的 低紋波線性穩壓供電電源VCC2。線性穩壓供電電源VCC2與充電電阻Rl和充電電容Cl組 成充放電回路，再加上調整管Ql組成供電延時電路。所述的濾波電容C5起到開啟電源電流緩升緩和關閉電源電流緩降作用，同時穩 定功率放大管Q2基極信號，濾除高頻干擾。功率放大管Q2發射極作為電流放大及穩流輸出 電路U2的輸出端連接負載LD負極性端。功率放大管Q2集電極連接反饋電阻第七電阻R7 一端，電阻第七電阻R7另一端接地。同時第七電阻R7連接功率放大管Q2集電極一端還連 接運算放大器U2A負極性輸入端2，形成大閉環負反饋起到穩流作用，實現功率放大管Q2 發射極的恒流輸出。實驗表明本實用新型連續可調節小功率半導體激光器驅動裝置具有電流緩變保 護功能，電源開啟時可使輸出電流緩慢上升到激光二極管正常工作電流，避免了因電源突 然開啟產生過大的正電流梯度而損壞半導體激光器。電源關閉或外部突然停電時，仍可持 續對半導體激光器供電，使電流緩慢下降到零，避免了因電源突然掉電產生過大的負電流梯度而損壞激光二極管。另外該裝置還具有反向保護和最大、最小工作電流限流功能。輸出 電流穩定、連續可調，可根據需要在IOmA IOOmA之間連續調節輸出電流，在IOmA IOOmA 輸出范圍內電流紋波峰峰值不大于0.5%。
權利要求1.一種連續可調節小功率半導體激光器驅動源裝置，特征在于其構成包括一臺直流供電電壓源(VCCl)的正極接線性穩壓模塊(Ul)的輸入端，該直流供電電壓 (VCCl)的負極接地，所述的線性穩壓模塊(Ul)的正極輸出端與接地端共同作為本驅動源 裝置的線性穩壓供電電源；所述的線性穩壓模塊(Ul)的正極與充電電阻(Rl)和充電電容(Cl)組成充放電回路， 再加上調整管Oil)組成供電延時電路；充電電阻(RI)的一端與所述的線性穩壓模塊(Ul) 的正極輸出端和調整管Oil)的集電極相連，充電電阻(RI)的另一端接所述的調整管Oil) 的基極和充電電容(Cl)的正極，充電電容(Cl)的負極端接地，調整管Oil)的發射極作為 具有延時特性的供電電源的正極端；依次連接的第二電阻(R2)、可調電位器(VR)和第三電阻(舊)組成驅動源驅動電流調 節采樣回路和最大、最小電流限流保護回路，所述的第二電阻(似)的另一端接所述的調整 管Oa)的發射極，所述的第三電阻(舊)的另一端接地，驅動源驅動電流的采樣電壓經可調 電位器(VR)的滑動端(VR-2)輸入電流放大與穩流電路(U2)的控制端；所述的電流放大與穩流電路(似)的正極性輸出端與半導體激光器(LD)的反向端、保 護二極管(Dl)正向端和保護電容(C2)的一端連成節點，所述的半導體激光器(LD)正向 端、保護二極管(Dl)反向端和保護電容(C2)的另一端與所述的調整管Oil)的發射極、第 二電阻(R2)的一端共節點，所述的電流放大與穩流電路(U2)的另一端接地。
2.根據權利要求1所述的連續可調節小功率半導體激光器驅動源裝置，其特征在于所 述的電流放大與穩流電路(U2)的構成是可調電位器(VR)的滑動端(VR-2)經限流電阻 (R4)與運算放大器(U2A)正極性輸入端和第三電容(C3)的一端共節點，該第三電容(C3) 的另一端接地，所述的運算放大器(U2A)的負極性輸入端與第四電容(C4)和第五電阻(R5) 的一端相連，該第四電容(C4)和第五電阻(肪)的另一端與所述的運算放大器(U2A)的輸 出端和第六電阻(R6)的節點相連，該第六電阻(R6)的另一端連接功率放大管0^2)的基極 和濾波電容(⑶)的正極形成的節點相連，該濾波電容(⑶)另一端接地，所述的功率放大管 (Q2)的集電極為電流放大與穩流電路(似)正極性輸出端，該正極性輸出端連接所述的半 導體激光器(LD)反向端、保護二極管(Dl)正向端和保護保護電容(C2)的一端，向所述的 半導體激光器(LD)注入穩定的恒定的驅動電流，所述的功率放大管的發射極經第七 電阻(R7)接地，該功率放大管的發射極還與所述的運算放大器(U2A)的負極性輸入 端相連。
專利摘要一種連續可調節小功率半導體激光器驅動源裝置，電源具電流緩變保護功能，電源開啟時可使輸出電流緩慢上升到激光二極管工作電流，避免了因電源突然開啟產生過大的正電流梯度而損壞半導體激光器。電源關閉或外部突然停電時，仍可持續對激光二極管供電，使電流緩慢下降到零，避免了因電源突然掉電產生過大的負電流梯度而損壞激光二極管。另外電源還具有反向保護和最大、最小工作電流限流功能。本實用新型裝置可以向小功率半導體激光器提供連續可調、穩定、可靠、抗干擾能力強的恒定的驅動電流。可根據需要在10mA～100mA之間連續調節輸出電流，在10mA～100mA輸出范圍內電流紋波峰峰值不大于0.5％。
文檔編號H01S5/042GK201910572SQ20102065566
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者趙智亮, 陳立華 申請人:趙智亮