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1、5半导体光电62009年4月第30卷第2期张海明等:大电流窄脉冲半导体激光驱动器的设计光电技术应用大电流窄脉冲半导体激光驱动器的设计111211张海明,刘旭升,陆晓元,王晋疆,张家玮,林久令(1.天津工业大学理学院,天津300160;2.天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300072)摘要:设计了一款基于MarxBank脉冲发生原理的纳秒脉冲激光驱动器。该驱动器电路由两级电路组成,一级为触发脉冲产生电路,一级为纳秒脉冲生成电路。通过装机、调试,测得所得驱动器的最大峰值电流为12.5A,半高全宽
2、为1.51ns,重复频率为100kHz,满足了大幅度纳秒脉冲半导体激光器驱动器的设计要求。关键词:纳秒脉冲;半导体激光器;驱动器中图分类号:TN248.4文献标识码:A文章编号:1001-5868(2009)02-0313-03DesignofLaserDiodeDriverwithHighPeakCurrentandNarrowPulseWidth111222ZHANGHa-iming,LIUXu-sheng,LUXiao-yuan,WANGJin-jiang,ZHANGJia-wei,LINJiu-ling(1.School
3、ofScience,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,CHN;2.KeyLaboratoryofOptoelectronicsInformationTechnicalScienceofMinistryofEducation,CollegeofPreciseInstrumentandOpticalElectronicEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,CHN)Abstract:Onenanosecondpulsedriverba
4、sedonMarxBankcircuitisdesignedfordrivinglaserdiodeperfectly.Thisdrivigcircuitincludstwogroups:oneoffersthetriggerpulseandtheotheronegeneratesthenanosecondpulse.Themeasurmentresultsofthenanosecondpulseareasfollows:thefullwidthathalfmaximumis1.51ns,thepeakcurrentvaluei
5、s12.5Aandtherepetitionfrequencyis100kHz.Itissuitableforobtainingshorteropticpulseofthelaserdiode.Keywords:nanosecondpulse;semiconductorlaser;driver0引言雪崩管产生的脉冲对MarxBank电路进行触发,以获得大电流窄脉冲。近年来,超短脉冲半导体激光器受到了人们的[1-2]广泛研究和重视。它在激光测距、激光通信、固1半导体激光器驱动器的总体设计[3-5]体激光泵浦等诸多领域具有广泛的应用
6、。对超我们设计的大电流窄脉冲半导体激光驱动器的短脉冲半导体激光器而言,当所用的激光二极管选总体方案如图1所示。定之后,半导体激光器输出激光的特性将主要决定由图可知,纳秒脉冲式半导体激光器驱动器主于驱动脉冲源的性能。因此,半导体激光器驱动器要由以下几部分组成:单片机控制部分、信号发生的设计研究理所当然地成为当今国内外的一个研究[6-7]器、脉冲整形电路、纳秒脉冲生成电路、高压直流电热点。本文报道一种我们自行设计的基于Marx源、低压直流电源和温度控制电路。其工作原理为:Bank脉冲发生原理的纳秒脉冲激光驱动器。该驱单片机控制信号发
7、生器产生一定频率的方波,通过动器采用一级小雪崩管对触发脉冲进行陡化,由小脉冲整形电路得到一定占空比的脉冲,来触发纳秒收稿日期:2008-05-05.脉冲生成电路,从而产生激光二极管所需的纳秒脉基金项目:光电信息技术科学教育部重点实验室开放课题资助项目(2005-27).冲电流;温度控制电路用于实时地对激光二极管进#313#SEMICONDUCTOROPTOELECTRONICSVol.30No.2Apr.2009行制冷,避免由于温度过高而损坏激光二极管;低压tW=0.45RC03。其中,R为R02和W1的阻值之和,R直流电源和高
8、压直流电源为整个系统的工作提供所单位为k8,C03单位为pF,tW单位为ns。需的工作电压。下面就驱动器设计中的几个关键部经过74LS123的整形后,我们可以在输出端得件进行说明。到一个脉冲宽度为40.14ns,幅度为3.897V,上升时间为17.7ns,反冲为
