调制型半导体激光电源恒流驱动电路测试结果

驱动电流稳定度
驱动电路一个重要技术参数为电流稳定度[10]。电流稳定度是在一定时间内,多次测量通过半导体激光器的电流大小,即稳定度为输出电流的相对变化量与输入电流的比值,见式(2),进行稳定度计算,这里将电流相对变化定义为测量最大值与最小值之差,将测量平均值作为输入电流值。
为观察驱动电路稳定性,用万用表测量半导体激光器的驱动电流随时间的变化关系,图7是在电路中串接电流表来测量电流随时间的变化得到的曲线。
由图7可以看到,在刚开始的10min内电流变化明显,大约在半小时后基本稳定,电流在随后的3min内变化幅值为0.01mA。按照电流稳定度计算公式计算电流的长期稳定度为0.05%。 软启动时间
根据式(1),当Vo上升到Vi的95%时,大约需要3s的时间,这时激光器可以稳定工作,且电压趋于稳定。当电源断开时,由于电容的放电时间大于充电时间,电压缓降过程略长。软启动其电压变化的时间特性可借助示波器观察,图8和图9是开启和关闭电源开关观察到的电压随时间的变化曲线。 从两图可以得出,电压缓升时间约为3.5s,电压缓降时间约为4.8s。在这样的情况下,激光器就能避免直接的冲击,起到保护作用。
 
驱动调制信号波形
将方波信号接入电路中,通过三极管作用于驱动电流,使其随着方波信号而变化,调制电路产生的信号波形CH1和调制后的输出信号波形CH2如图10所示,其调制频率分别为1kHz和2kHz。 激光器的输出直流光通过调制变成了随方波信号变化的调制光,这种信号在光强调制型光纤测量应用中很普遍。
 
驱动电路基于电压负反馈原理,通过恒流驱动方式实现了对半导体激光器注入电流和输出光强的控制,并能够提供高稳定度的驱动电流,电流稳定度达0.05%。驱动电路中加入了软启动、限流保护等辅助电路,减少了由于浪涌击穿和过电流导致的半导体激光器的损坏,同时将调制电路和驱动电路有效地结合起来,实现了频离,发展新型光纤通信技术都是至关重要的。