低功耗窄脈沖編碼激光器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)探討

盧唯實(shí)　張梓威

摘要：高速窄脈沖激光器因?yàn)槠涓吖β拭芏群透邥r(shí)間分辨率，在激光測(cè)距和激光探測(cè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。文章介紹了窄脈沖激光器的工作原理，設(shè)計(jì)出基于特定半導(dǎo)體激光二極管的驅(qū)動(dòng)電路。便攜式移動(dòng)設(shè)備多為電池供電，低功耗是設(shè)計(jì)的另一個(gè)主要方向。通過仿真和樣機(jī)測(cè)試，證明其可行性。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體激光二極管；窄脈沖激光器；低功耗便攜激光器；激光測(cè)距；激光探測(cè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TN242 文章編號(hào)：1009-2374（2015）12-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.012

半導(dǎo)體激光器具有體積小、質(zhì)量輕、驅(qū)動(dòng)功率較低等特點(diǎn)，在激光制導(dǎo)、測(cè)距領(lǐng)域都得到重要應(yīng)用。由于在激光探測(cè)、激光測(cè)距領(lǐng)域，激光脈沖質(zhì)量直接影響其識(shí)別能力、抗干擾能力和測(cè)距精度。激光脈沖質(zhì)量和特性取決于所使用的激光二極管和配套的驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。普通的驅(qū)動(dòng)電路通常采用三極管設(shè)計(jì)，滿足了高速開關(guān)的要求，但是驅(qū)動(dòng)能力有限。目前射頻領(lǐng)域高速M(fèi)OSFET發(fā)展迅速，開關(guān)速度可以達(dá)到納秒級(jí)，而且瞬間導(dǎo)通電流大。本文參考了已有設(shè)計(jì)實(shí)例，在總結(jié)了相關(guān)設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，通過相關(guān)計(jì)算，設(shè)計(jì)出了基于TC1412N和FDS3692的激光器驅(qū)動(dòng)。通過采集和分析實(shí)際探測(cè)數(shù)據(jù)，證實(shí)了這一設(shè)計(jì)思路的可行性。

1 總體結(jié)構(gòu)及工作原理

半導(dǎo)體激光器是依靠載流子直接注入而工作的，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流小于閾值時(shí)，激光器輸出光功率近似為零，在驅(qū)動(dòng)電流大于閥值電流以上的一段區(qū)域，驅(qū)動(dòng)電流與輸出光功率近似呈線性關(guān)系。……