量子级联激光器驱动电源的设计和实验研究

《量子级联激光器驱动电源的设计和实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、：ＴＰ２７１分类号单位代码；１０１８３研巧生学号；２０１３５１２０口密级！公开ｍ古林大学硕古学位论文学术学位（）量子级联激光器驱动电源的设计和实验硏究ＴｈｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｔｕｄｙｏｆｄｒｉｖｅｒｆｏｒＱｕａｎｔｕｍＣａｓｃａｄｅ作者姓名；付丽专业：电路与系统研究方向；光电检测及其应用指导教师：于伟泳教授合作教师：郑传涛副教授培养单位；电子科学与工程学院２０１６年６月未经本论文作者的书面授权，依法收巧和保管本论女书面版本、电子版本的任何单位和个人

2、，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则应承担侵权的法律责任。，吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独义进行研究工作所取得的成果。除文中ｄ经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体ｄ经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体？，均己在文中明确方式表明。木人完全意识到本声明的法律结果山本人承担。学位论文作者签名：钟厮曰期：２

3、０《年月目／—————————————————————量子级联激光器驱动电源的设计和实验研究—————————————————————TheDesignandStudyofdriverforQuantumCascadeLaser作者姓名：付丽领域（方向）：光电检测及其应用指导教师：于伟泳教授合作教师：郑传涛副教授类别：工学硕士答辩日期：2016年6月1日摘要量子级联激光器以单模输出、功率较高等优点，成为中红外痕量气体检测系统的理想光源。本文设计的驱动电源系统，性能良好，有利于改善量子级联激光器的发光特性，提高气体检测系统的性能指标。

4、本工作受到国家科技支撑计划：煤矿用红外CO检测仪（传感器）研发项目的资助。首先，介绍了量子级联激光器的原理、优点、发展和应用，接着说明了量子级联激光器驱动电源的国内外研究现状，并根据激光器的具体驱动要求，提出了驱动电源的总体设计方案。其次，描述了驱动电源系统的硬件设计方案，主要包括微处理器模块、稳压慢启动模块、电流调控模块、过流保护模块、电流检测控制模块、温度控制模块、液晶显示模块和串行通信模块。电流调控模块产生直流信号、幅值和频率可调的锯齿波和正弦波信号，三者叠加生成的驱动电流信号用以调制激光器的输出波长。电流调控模块采用电压深度负反

5、馈原理，改善了驱动电流的稳定度。过流保护模块限制了激光器的最大工作电流，保证了激光器工作的稳定性。温度控制模块有效地稳定了激光器的工作温度，显著地降低了输出波长的漂移和发光功率的波动。再次，阐述了驱动电源系统的软件设计方案，主要包括主程序设计和中断程序设计。主程序具体包括六个子功能模块，分别为正弦波信号程序、锯齿波信号程序、直流信号程序、液晶显示程序、A/D采集程序和串行通信程序。最后，对量子级联激光器（中心波长为4.76μm）进行了驱动测试，驱动参数如下：驱动电流范围为0-400mA，锯齿波扫描信号频率为10Hz，高频正弦波信号频率为

6、5KHz。结果表明，激光器电流调节的线性度为0.0068%，驱动电流长期-5-4(240h)的稳定度为4.99×10，光强稳定度为5.07×10，激光器的温度稳定时间为17s，温度的稳定性为0.01℃。实验中，当量子级联激光器的驱动电流为330mA，工作温度为21.166℃时，激光器的输出波长与一氧化碳气体的吸收峰匹配。当工作温度为21℃时，激光器峰值输出波长的漂移为±0.02nm(240h)。实验结果完全满足量子级联激光器的驱动要求。I关键词：光电子学，电源，驱动电路，量子级联激光器IIAbstractQuantumCascadeLa

7、serbecomestheideallightsourceintheinfraredtracegasdetectionsystembecauseofitsadvantagessuchassinglemodeoutputandhighoutputpower.Thepaperdevelopedagooddriverforthequantumcascadelasertoimprovetheperformanceofthelaserandgasdetectionsystem.OurworkissupportedbyNationalTechnol

8、ogyandSupportProject:ThedevelopmentofinfraredCOdetector(sensor)usedforcoalmine.Firstly,theprinciple,the