2014 年 12 月（ 上） 半导体激光器驱动电路设计的关键是恒流和恒功率控制，本文设计了一种实用的半导体激光器驱动电路及保护激光器安全稳定工作的保护电路。

关键词

半导体激光器；恒流源；保护电路；负反馈；Multisim10基于 Multisim10 的半导体激光器驱动电路仿真分析吴丽波（ 吉林工程技术师范学院，吉林长春尹振红130052 ）半导体激光器 （ SemiconductorLaser 也称为激光二极管 LaserDiode，简称为LD ）是利用半导体中的电子光跃迁引起光子受激发射而产生的光振荡器和光放大器的总称。半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它具有体积小、重量轻、成本低、寿命长、直接调制的特点，所以品种发展快，应用范围广。半导体激光器在光纤通信、激光雷达、机器人、医学诊疗、检测仪器、高效泵浦源等领域获得广泛应用。半导体激光器使用性能的稳定性主要取决于高稳定度的驱动电源和环境温度，在不适当的工作条件下使用会造成性能的急剧恶化甚至失效。1 基于负反馈的激光器驱动器的设计1.1 系统设计半导体激光器驱动器主要由电压基准电路、电流驱动、光功率检测、电流和功率反馈回路、显示电路等部分组成。1.2 工作原理半导体激光器驱动器应该是一个恒流源，要具有很高的电流稳定度和很小的纹波系数。在恒电流自动控制电路中，采用5V的电压基准电路产生一个稳定的基准电压，这个电压去控制电流驱动电路工作，从而使跨导放大器导通，产生电流输出。为了保证输出稳定的电流，需要将输出电流转化成电压信号回馈到输入端，从而实现限制输出电流的目的。恒电流控制电路实质上是采用电流串联负反馈的压控电流源，是一个恒流源。并且将输出电流值送到液晶显示器实时显示当前的电流值。温度和浪涌等因素都会影响激光器的光功率，当输出光功率发生变化时，光电二极管（ PD ）作为检测元件，能监测激光二极管的输出功率。它把激光器 （ LD ）谐振腔的后镜面反射光作为反馈信号将光信号转换成电流信号，并经过一个高精度、低漂移的电阻取样转变为电压信号，此电压正比于输出光功率，这个电压信号经放大后与预置输入功率比较后，来控制跨导放大器驱动 LD。由此可见，自动功率控制是采用电流串联负反馈实现闭环控制的。2 激光器的保护电路在实际工作环境中，半导体激光器很容易受到各种因素的影响甚至于损坏。为了保障激光器安全稳定地工作，延长其使用寿命，激光器的保护电路就显得尤为重要，因此设计了限流保护电路、防止浪涌冲击保护电路、反向电压保护电路。2.1 限流保护电路半导体激光器正常工作时电流范围是几十毫安到几百毫安，当电流超过额定值范围时，激光器将会被损坏，所以必...