中文引用格式: 王拓,唐德東,王凱,等. 高穩(wěn)定性光纖激光器恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2025,51(4):49-53.
英文引用格式: Wang Tuo,Tang Dedong,Wang Kai,et al. Design and implementation of a constant current driving circuit for high stability fiber optic device[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(4):49-53.
引言
半導(dǎo)體激光器又稱半導(dǎo)體激光二極管(Laser Diode,LD),具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高、波長易于調(diào)制等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、軍事、醫(yī)療等[1-3]領(lǐng)域,作為光纖激光器的主要泵浦源,其性能的穩(wěn)定性直接影響激光器的輸出性能[4]。LD是以半導(dǎo)體材料為工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激輻射的激光器件,工作時(shí)通常采用注入電流的方式進(jìn)行激勵(lì),注入電流的微弱變化對(duì)LD的影響非常大,甚至?xí)p壞激光器,還會(huì)造成激光器輸出波長的漂移(漂移系數(shù)達(dá)0.2 nm/mA)和輸出功率的變化[5]。
目前,國外對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究已經(jīng)達(dá)到較高水平,很多方面都領(lǐng)先于國內(nèi),如電流控制精度與調(diào)節(jié)范圍、功率穩(wěn)定性等。國外Wavelength公司MPL激光器恒流源可輸出0~2.5 A可調(diào)電流,短期(1 h)和長期(24 h)穩(wěn)定度分別為0.03 mA和0.075 mA[6];Thorlabs公司LDC202激光器恒流源長期(24 h)穩(wěn)定性小于0.003 mA[7];ILX Lightwave公司LDX激光器恒流源電流精度達(dá)0.01 mA,電流穩(wěn)定性小于0.002%[8]。國內(nèi)研究人員田亞玲等[9-10]設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輸出電流精度為0.01 mA,長期穩(wěn)定度達(dá)0.004%的恒流源;邢素霞等[11]設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電流0~300 mA連續(xù)可調(diào)且誤差保持在±0.003 mA內(nèi)。與國外相比,國內(nèi)高校和廠商研發(fā)的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雖然在精度和穩(wěn)定性可以達(dá)到使用要求,但在電流調(diào)節(jié)范圍、長期工作以及光功率輸出穩(wěn)定性方面存在一定差距。為確保光纖激光器輸出性能的穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)一種高精度、高穩(wěn)定性、寬調(diào)節(jié)范圍和易集成的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是有必要的。
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作者信息:
王拓1,唐德東1,王凱2,張淑敏1,李欣宇1,孟坤3
(1.重慶科技大學(xué) 電氣工程學(xué)院, 重慶 401331;
2.中國石油西南油氣田川西北氣礦, 四川 綿陽 621700;
3.青島青源峰達(dá)太赫茲科技有限公司, 山東 青島 266100)