半導體激光器具有兩種工作方式:一種是驅動源為激光器注入恒定的電流,并利用溫度穩(wěn)定系統(tǒng)保持激光器工作溫度穩(wěn)定。另一種是驅動源維持激光器輸出光功率不變并保持激光器溫度穩(wěn)定。本論文選擇激光器的恒電流恒溫工作方式。本系統(tǒng)基于LC96蝶形半導體激光器,根據(jù)LC96蝶形半導體激光器的數(shù)據(jù)手冊可以明確該激光器的特性,壓降為2.2V,每攝氏度溫度的變化會導致輸出峰值波長發(fā)生約0.02nm的漂移。針對激光器對工作環(huán)境和條件的要求,利用目前已經掌握的相關知識,構建專用的驅動源和溫度穩(wěn)定系統(tǒng)。本文首先介紹半導體激光器的發(fā)展過程和發(fā)光機理,然后從LC96型激光器的發(fā)光機制和工作原理作為基點,具有針對性的研制了驅動源和溫度穩(wěn)定系統(tǒng)。本文主要分為兩部分:一:LC96型蝶形半導體激光器的驅動源設計。根據(jù)深度負反饋原理結合MOSFET的SCS模型搭建基于STM32的LC96型激光器驅動源。驅動源部分包括電源芯片的選擇、深度負反饋的原理以及分析、MOSFET的SCS模型、驅動源原理及分析、激光器的保護模塊和上電慢啟動模塊,以及PID算法。采用ADI公司生產的高分辨率電流檢測放大器AD8217實時對輸出電流進行檢測并通過... 

【文章來源】：山東師范大學山東省

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 半導體激光器的發(fā)光機理
    1.3 當前國內外的進展狀況
    1.4 研究內容與目的
    1.5 本文的主要工作及章節(jié)安排
第二章 驅動源設計與實現(xiàn)
    2.1 半導體激光器的特性
    2.2 LC96型半導體激光器驅動源系統(tǒng)設計
        2.2.1 整體框架
        2.2.2 MOSFET的SCS模型
        2.2.3 負反饋的應用
        2.2.4 驅動源原理及分析
        2.2.5 驅動源軟件設計
    2.3 比例-積分-微分控制算法
        2.3.1 控制系統(tǒng)的基本結構
        2.3.2 PID算法的基本思想
        2.3.3 PID算法分析
        2.3.4 PID算法的實現(xiàn)及PID算法參數(shù)整定
    2.4 LC96型半導體激光器驅動源保護措施
        2.4.1 上電慢啟動保護措施
        2.4.2 軟件過流保護措施
    2.5 驅動源基本原件
        2.5.1 運算放大器
        2.5.2 系統(tǒng)供電電源
        2.5.3 基準電壓芯片
        2.5.4 數(shù)模轉化器
        2.5.5 電流檢測芯片及模數(shù)轉換器
        2.5.6 MOSFET及采樣電阻的選取
    2.6 本章小結
第三章 溫度穩(wěn)定系統(tǒng)
    3.1 溫度穩(wěn)定系統(tǒng)概括
    3.2 珀爾帖制冷器(TEC)原理及結構
    3.3 溫度采集模塊
        3.3.1 NTC熱敏電阻原理
        3.3.2 溫度測量方法
    3.4 PID調整補償電路及TEC熱響應
        3.4.1 TEC熱響應
        3.4.2 模擬PID電路
        3.4.3 PID調整補償電路
    3.5 TEC驅動器
        3.5.1 TEC驅動方式分析
        3.5.2 TEC驅動芯片
    3.6 本章小結
第四章 系統(tǒng)實現(xiàn)與性能測試分析
    4.1 驅動源線性關系測試
    4.2 PID參數(shù)整定測試
    4.3 驅動源性能測試
    4.4 溫度穩(wěn)定系統(tǒng)測試
    4.5 本章小結
第五章 結論
    5.1 工作總結
    5.2 下步工作展望
參考文獻
致謝



本文編號：3180841