高稳定度光纤耦合半导体激光器恒流源电路设计

于秋驰,刘志巍,段 凯,刘新明,李义民

(1.郑州大学物理学院,河南 郑州 450001;2.中电科信息产业有限公司,河南 郑州 450017; 3.南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094)

1 引 言

光纤耦合半导体激光器拥有以下特点:功率高、体积小、易于控制、可靠性高、寿命长、电光转化效率较高等。半导体激光器除了应用于激光焊接、激光加工、激光医疗、激光打印等领域,还可用于制作光纤激光器泵浦源,一方面因为其发光光谱窄,只对介质的特定吸收跃迁进行选择性泵浦,以此来获得高吸收效率；另一方面,因为半导体激光器为相干光,其良好的聚光性可以进行高密度泵浦等[1-2]。

光纤耦合半导体激光器的伏安特性与普通二极管类似，其存在一个特定值阈值电压Vth，只有其两端电压大于阈值电压，光纤耦合半导体激光器才有电流输出，且增长趋势为指数型，其伏安特性如图1所示。光纤耦合半导体激光器的功率特性曲线对于研制其对应的激光电源十分重要，如图2所示，该特性曲线存在一个转折点，此点对应的电流值为阈值电流Ith，当激光器工作电流在阈值电流值以下时，激光器输出功率很小；当其工作电流在阈值电流以上时，激光器输出功率随电流迅速上升，并与之成线性关系。所以在激光器电流大于阈值电流即正常工作状态时，电流微小的波动就会对输出功率产生很大的影响。那么制作一款可靠性高、电流稳定度高的恒流源驱动电路对光纤耦合半导体激光器的正常工作是十分重要的[3-6]。……