半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析

作者：吴涛; 庞涛; 汤玉泉; 孙鹏帅; 张志荣; 徐启铭

来源：红外与激光工程, 2020, 49(06): 162-171.

• 半导体激光器
• 噪声抑制网络
• 多种波形调制
• 一阶人工分析
• Tina-TI仿真

为了防止驱动电流的波动会影响半导体激光器激射波长及发光功率,设计了一款具有较强抗干扰能力的半导体激光器驱动电路。该驱动电路以深度负反馈架构为核心,通过STM32控制器调节输出电流直流信号的大小以及调制波信号的频率与幅值。对整个环路进行一阶人工分析,并且结合Tina-TI仿真引入参数可调的噪声抑制网络,保证目标设置频率下环路响应能力的同时具有较强的抗干扰能力。实验表明,该激光器电流驱动电路对目标频率10倍频程以上环路噪声的抑制可达到20 dB以上,并且对目标频率的调制波响应良好,频率的输出值与设定值最大偏差为0.001 Hz,控制线性度为0.999 9,直流偏置下驱动电流2 h短期稳定度优于0.005 6%,63 h长期稳定度优于0.011%,激光器功率控制线性度为0.999 4,标准误差为0.092 87。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院; 中国科学院，安徽光学精密机械研究所; 中国科学院安徽光学精密机械研究所