【摘要】：激光顯示技術(shù)最早被提出是在上個世紀(jì)的60年代期間,一直研究發(fā)展到現(xiàn)如今,這一技術(shù)日漸成熟,因其色彩鮮艷,飽和度高且亮度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),有著逐步取代傳統(tǒng)顯示技術(shù)的趨勢。隨著半導(dǎo)體激光器技術(shù)的更新與發(fā)展,其工作性能變得更加穩(wěn)定,且成本也在不斷下降。采用半導(dǎo)體激光器作為光源,設(shè)計一套完整的驅(qū)動控制系統(tǒng),能夠有效的推動激光顯示技術(shù)行業(yè)的發(fā)展,滿足社會對于這一技術(shù)的強(qiáng)烈需求。就現(xiàn)階段而言,半導(dǎo)體激光器的價格現(xiàn)在仍然較為昂貴,因此要求其驅(qū)動系統(tǒng)能夠相比較一般電源而言更加安全可靠。從市場的需求來看,設(shè)計研發(fā)一臺驅(qū)動設(shè)備不僅要求工作性能穩(wěn)定,可靠性高,而且更要強(qiáng)調(diào)在體積上做到最小最優(yōu)化,成本上能夠滿足投入市場競爭的要求。針對半導(dǎo)體激光器的特性與光源實(shí)際需求,本課題設(shè)計了一套完整的電路用于指定的驅(qū)動光源中,實(shí)現(xiàn)了光源系統(tǒng)中驅(qū)動與控制的功能,其中包括半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動控制電路、溫度測量控制電路、直流無刷電機(jī)的驅(qū)動電路以及通信功能電路,對這些電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)展開了詳細(xì)的研究與論述,并給出了系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的算法和軟件實(shí)現(xiàn)過程。本文共有6章內(nèi)容。第1章介紹了論文的研究背景與研究方向,從而引出論文的研究目的與意義。第2章介紹了本文設(shè)計的原理,包括激光投影光源驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計原理、半導(dǎo)體激光器的工作原理與特性、溫度測量控制原理與設(shè)計方案、直流無刷電機(jī)設(shè)計原理、通信接口設(shè)計原理,并采用STM32芯片作為微控制器。第3章詳細(xì)介紹了基于半導(dǎo)體激光器的激光投影光源驅(qū)動系統(tǒng)硬件部分設(shè)計,從總體框架入手分析,按照給出的設(shè)計需求詳細(xì)論述了各功能模塊的電路設(shè)計,并給出實(shí)際電路原理圖。第4章著重分析了驅(qū)動系統(tǒng)中主要的三種控制對象:半導(dǎo)體激光器電流控制、溫度控制、直流無刷電機(jī)驅(qū)動控制,并給出相應(yīng)的控制算法。第5章論述了系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計,分為STM32驅(qū)動程序設(shè)計與軟件測試平臺設(shè)計。STM32驅(qū)動程序設(shè)計給出了詳細(xì)的軟件功能流程圖;軟件測試平臺給出了詳細(xì)的界面與功能展示。第6章是系統(tǒng)測試與結(jié)論部分,在給出詳細(xì)的測試過程之后給出相應(yīng)的結(jié)論,驗(yàn)證基于半導(dǎo)體激光器的激光投影光源驅(qū)動系統(tǒng)的正確性與可靠性,得出設(shè)計結(jié)論,并給出部分實(shí)物展示圖片。通過本文敘述的設(shè)計原理與方法,經(jīng)過相關(guān)研發(fā)與測試,開發(fā)出來的基于半導(dǎo)體激光器的激光投影光源驅(qū)動系統(tǒng)工作可靠,性能穩(wěn)定,且具有體積小,便攜性強(qiáng)等特點(diǎn),能夠與光學(xué)引擎和相關(guān)設(shè)備組裝構(gòu)成完整的激光投影機(jī),實(shí)際運(yùn)用在工程投影或電影放映等應(yīng)用上,取得良好的投影效果,具有較大的現(xiàn)實(shí)意義與實(shí)用價值。
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN24
【圖文】：

第 2 章：LD 光源驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計原理2.2 半導(dǎo)體激光器驅(qū)動設(shè)計原理激光器簡介 光器即 LD（Laser Diode），顧名思義，其通過半導(dǎo)體材，在電流激發(fā)下產(chǎn)生激光光束。相比較其他種類激光器體積小，使用壽命長，光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用在、激光檢測等常見的激光應(yīng)用中。所示，半導(dǎo)體激光器的物理結(jié)構(gòu)是在發(fā)光二極管的結(jié)間導(dǎo)體，其端面經(jīng)過拋光后具有部分反射功能，因而形情況下，LED 結(jié)發(fā)射出光來并與光諧振腔相互作用，射出單波長的光，同時，光在光諧振腔中產(chǎn)生振蕩并被

第 2 章：LD 光源驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計原理體激光器的伏安特性與閾值電流導(dǎo)體激光器是將電流注入的電子轉(zhuǎn)換成光子，因此閾值損耗與增益的臨界值，只有電流達(dá)到閾值以后半導(dǎo)體激輸入電流低于閾值電流時，半導(dǎo)體激光器并不能激發(fā)激熒光，此時加在半導(dǎo)體激光器兩端的電壓迅速升高；當(dāng)導(dǎo)體激光器開始發(fā)射出激光，這個電流值即是閾值電流流之后，電壓上升開始變得非常緩慢。圖 2-3 為 25℃時。

圖 2-3 某半導(dǎo)體激光器伏安特性圖（25°C）Figure 2-3 V-I characteristic diagram of semiconductor laser (25℃ )導(dǎo)體激光器的輸出光功率—電流特性-4 為半導(dǎo)體激光器輸出光功率和電流之間的關(guān)系（25℃時的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)隨著輸入電流的增大，半導(dǎo)體激光器加。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2806194