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简述半导体激光驱动电源作用及发展

时间:2020-01-15 来源:新特光电 访问量:1010

半导体激光器是一种转换率高,易于控制的电光转换器件,被广泛应用于工业加工、通信医疗、国防军工等领域。半导体激光器驱动电源担负着驱动、控制和保护半导体激光器的作用,其技术性能的好坏直接影响半导体激光其系统的光源质量、可靠性和使用寿命。传统大功率半导体激光器驱动电源多采用通用型开关电源,这种将负载并联在输出电容两端的结构使负载电流纹波很大程度上依赖于负载电阻,而半导体激光器是通态电阻很小的负载,这使得传统的电源不能完全满足半导体激光器对驱动电源提出的低电流纹波的要求。

半导体激光器是一种以半导体材料为基础的电光转换器件,其基本结构是激光二极管(LASER Diode,简称LD)。相比于其他类型激光器,其第一个突出的优势是电光能量转换效率高,一般可达到70%,这意味着能量利用率高,对散热性能要求小,便于减小激光器体积和重量。其另一个突出的优势是易于控制,它可通过控制注入电流来直接调制输出光功率,使得半导体激光器的控制方式简单、稳定、可靠。

正因为半导体激光器具有如此出色的性能,所以被广泛应用于焊接、切割等工业领域,应用于激光手术刀等医疗领域、应用于光纤通信、光信息存储器等高新技术领域以及应用于激光制导、激光雷达等军事领域。

半导体激光器驱动电源是半导体激光系统的核心组成部分,其性能直接影响半导体激光输出光功率的稳定性、激光质量和激光器使用寿命。早期受制于工艺材料等原因,半导体激光器的功率等级不大,与之配套的驱动电源通常采用传统线性直流电源,应为线性电源输出电压电流纹波小,稳定度高。然而近些年来,随着半导体激光器越来越多的应用到大型工业场合甚至是军事领域中,半导体激光器已然朝着大功率输出、高功率密度的方向大步前进。其发展历程由最初的半导体激光器单体功率的增加,发展到多个单体通过光学合束技术形成半导体激光器线阵迭阵,最后发展到将多个线阵迭阵的输出通过光纤合束,得到更大更高的功率输出。

新特光电的半导体激光驱动电源可用于半导体激光器和激光二极管阵列,可提供脉冲电流高达300A,直流电流可达64A。该驱动可以实现光参量大范围平稳调节,是体积最小的半导体激光电源

半导体激光电源

广泛应用于激光设备(如打标机、焊接机、雕刻机、切割机),医疗器械,激光测量设备(如光谱仪、激光定位器、激光测距仪等)。

半导体激光器的运行与驱动电源有很大的关系,瞬态的电流或电压尖峰等许多因素都很容易损坏激光器,电流、湿度的起伏会引起光功率的变化,影响输出的准确、稳定。目前商品化半导体激光器输出功率越来越大,波长范围覆盖可见及红外,在光谱技术、光外差探测、医疗、加工等领域得到愈来愈广泛的应用,有关驱动电源的问题因素更加受到人们的重视。

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