由於半導體激光器對電源的輸出有更為嚴格的要求,傳統的恒流源在應用於半導體激光器的時候有許多需要改進的地方。文中描述瞭一種用於驅動在醫療器械中所使用的小功率半導體激光器的新型電源的設計方法。
半導體激光器不僅具有體積小、質量輕、轉換效率高、省電、能直接調制等優點,而且半導體激光器的制造工藝與半導體電子器件和集成電路的生產工藝兼容,便於與其他器件實現單片光電子集成,因此已經在科研、工業、軍事、醫療等領域得到瞭Et益廣泛的應用。在正常條件下使用的半導體激光器有很長的工作壽命,然而,半導體激光器如果在不適當的工作或存放條件下,會造成性能的急劇惡化乃至失效。在醫療器械中使用的半導體激光器,由於對輸出功率更是有著比較嚴格的要求,為其設計一款精度較高、性能可靠、經濟、耐用的驅動電源就顯得尤為重要。
半導體激光器轉移特性
半導體激光二極管的結構如圖1所示。從原理上來講,在工作物質一定的情況下,半導體激光器輸出的激光頻率應當與諧振腔長度和激勵源的強度有關,換句話說,半導體激光器的輸出頻率取決於PN結的溫度和註人電流的大小。
另外,由於半導體PN結相當脆弱,稍有電流沖擊就會造成損害。所以在具體使用半導體激光器時,我們對其供電電路和調制電路的要求相當嚴格。
半導體激光器的發光特性。可以看出,在一定溫度下,當驅動電流低於閾值電流時,激光器輸出光功率P近似為零,半導體激光器隻能發熒光,驅動電流高於劂值時輸出激光,並且光輸出功率隨著驅動電流的增大而迅速增加並呈線性關系。在實際應用中必須對激光二極管提出兩個要求,一是較低的門限電流;二是穩定的P一,曲線。我們用異質結來代替同質結就可以將門限電流降低兩個數量級,而對於穩定性問題目前隻有通過外加恒溫和光反饋等來加以改善。對一般的半導體激光器來說,激光二極管是正向結法,光電二極管是反向結法。受光後轉換的光電流在電阻上以電壓形式反映出射光功率的大小,添加控制電路就可以達到控制發光功率的目的。
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