前言:泵浦驱动电路是光纤激光器中输出光源最关键的元件,泵浦驱动器电路运行稳定性与光纤激光器的精确度有着直接关系。基于此,文章详细分析了光纤激光器泵浦源驱动电路,阐述了自动温度控制电路的设计,研究了保护电路设计应用及光纤激光器泵浦源驱动电路设计结果测试。
1光纤激光器泵浦源驱动电路概述
光纤激光器是现阶段固体激光技术实用化的最佳选择,因为其体积相对较小,运行相对比较稳定,易于集成,构成光纤激光器的结构相对比较紧凑。在光纤激光器的内部结构中,占据主要位置的要素泵浦源驱动电路,泵浦源驱动电路作为激光工作介质达到粒子束部分提供了外界能源给光纤激光器反转,因此泵浦源驱动电路的光纤传输近红外波偏长,峰值功率偏高,热光畸变偏小,使用年限偏长,光束质量十分良好。除上述所述之外,泵浦源驱动电路的关键作用还在于光纤激光器唯有借助外部激励或泵浦的情况下才可以确保实现物质处理粒子束反转状态,因此泵浦源驱动电路的输出稳定性也对光纤激光器的稳定性起到了决定性作用。其中APC电路、光电探测器、ATC电路与激光等等是泵浦源主要包含的内容。最为关键的内容要属APC电路,对二极管LD输出光功率的稳定性进行保障是APC电路的主要功能,假设产生热量不充分或不能在第一时间散发的问题,APC电路能将二级管LD温度增加,保障激光器运行稳定。依据光纤激光器总体结构深入研究和剖析泵浦源驱动电路中的恒流电路,它属于复合管结构,主要的构成部分有:三极管Q2、高频功率放大器Q3,在电流放大中可对其进行使用。恒流电路能对共用端负载加载至反馈网络的现象进行有效避免,重点应用二极管LD串联对Q3部分进行调整,从而全面控制二极管LD驱动电流。
2自动温度控制电路设计
影响半导体光源的关键因素在于温度,特别是长波长半导体激光器,温度对其的影响更大。因此,非常有必要控制光线激光器的温度,以此来确保输出特性的稳定。
图1自动温度控制(ATC)电路原理图
由图1我们不难看出,为平衡电桥,对温度进行设定同时对W2进行调节,差动放大电路反相输入以及同相输入端电位差不明显,传输至差动放大电路输出端的信号为“0”,因此推挽输出电路信号为“0”,与其相连的半导体制冷器TEC电流也为“0”。LD的管芯以及热沉温度伴随着LD温度上升而上升,此时Rt的阻值越来越小,电桥整体出现不平衡现象。此时,运放反相输入端电位低于同相输入端电位,因此运放输出端电压>0,Q3的基极电流越来越大时,Q3可以导通,相同的半导体制冷器TEC电流也相应的越来越大,降低制冷端温度,同时降低了热沉和管脚的温度,进而降低LD温度。相反的,如果环境温度越来越低,则会导致LD温度越来越低,此时控制电路将会让TEC制热,之后提升LD温度。除上述陈述之外,电路中还有报警电路,报警电路结构等同于无关报警电路,当TEC常规运行时D5发光,如果TEC失去效能,则D5熄灭报警。
3保护电路设计应用
针对半导体激光器(泵浦源驱动电路里面的),需专门设计,针对设计中涉及的材料和工艺,需全面明确,以免在设计半导体激光器的过程中元器件破损。按照分析结果,需为驱动电源(泵浦源驱动电路里面的)符合二极管LD安全运行的要求提供强有力的保障。对半导体激光器核心--PN结进行定位,以免半导体激光器承受反相过电压和击穿损坏情况产生,同时保障与二极管LD实现分流,对反相浪涌产生电流对激光器直接击穿的现象能够合理规避,需深入研究和剖析其性能影响,对继电器部分进行全面保障。必要时可对过载保护电路进行设计,对过载保护电路实施过压与过流保留户,构成过压保护电路体系。在设计保护电路的过程中,还需对温度进行实时掌控,考量到基极电流越来越大,因此在设计保护电力的过程中需要实现导通,保障半导体制冷器TEC中的电流也越来越大,如此能够进一步降低二极管LD中的温度。假设环境温度越来越低,以致于二极管LD温度越来越低,需对控制电路进行设计,来促使TEC温度升高,与此同时还需对报警电路进行设计,保障报警电路结构等同于无关报警电路,假设TEC运行正常时,则必须保障报警系统运行停止,由人工来实施操作。
4光纤激光器泵浦源驱动电路结果测试
实验过程中热敏电阻由电位器代替,通过对电位器阻值进行改变的方式,对半导体制冷器的实际运行情况进行测试。测试结果参见图2。
图2自动温度控制电路正常工作
封装在泵浦内的热敏电阻阻值伴随着LD温度升高而降低,以致于运放输出端输出电压>0,Q3导通,半导体制冷器正常运行。通过电流表得有正相电流流过。与此同时报警电路中LED2发亮,表明半导体制冷器运行稳定。
结束语:
科学合理地设计光纤激光器泵浦源驱动电路,可对系统驱动电路慢启动、防浪涌保护及过流保护功能进行保障,并全面发挥出来,除此之外,还能为电路温流提供越来越多的辅助,进而全面而有效地驱动中小型功率激光器,确保此种设备运行稳定。鉴于此,对于这一设计内容,光纤激光器的其他电路也可将其作为参考,重点研究与分析泵浦源驱动电路中的功率控制,与此同时深入剖析过热保护电路,保障能设计出越来越好的光纤激光器,以此来全面促进相关行业的长久稳定发展。
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