一种三合一集成型激光驱动装置制造方法及图纸

一种三合一集成型激光驱动装置，其特征在于，所述的激光驱动装置包括：电源电路、DFB驱动电源、RS485串口通讯电路、STM32核心处理器、温度采样电路、光功率采样电路、DA输出电路、TEC驱动电路、LD驱动电路和DFB激光器；实现三合一激光驱动器的集成优化设计，可兼容黄光、绿光、红光三型激光器。三合一通用性激光器设计，可大幅减少设计调试工作，便于设备统一管理，节约人力、物力。

【技术实现步骤摘要】
一种三合一集成型激光驱动装置
本技术涉及一种激光驱动的
，尤其涉及一种三合一集成型激光驱动装置。
技术介绍
1)根据已授权技术专利《一种具有恒定波长和功率的激光驱动器电路》(公告号CN205665599U)，目前已实现一种具有恒定波长和功率的激光驱动器电路，其特征在于：所述激光驱动器电路包括激光器二极管、波长闭环控制电路和功率闭环控制电路,所述激光器二极管为所述激光驱动器电路的核心器件,所述波长闭环控制电路和功率闭环控制电路,分别与所述激光器二极管电连接,对所述激光器二极管的发光波长和输出功率进行采样和调控,以达到恒定控制所述激光器二极管的发光波长和输出功率的目的。2)上述激光驱动器产品存在三点不足：一是该激光驱动电路对象单一，仅可驱动单一具有恒定波长和功率的激光器；二是该驱动器功率恒定，不可在线实时调节；三是激光驱动器采用模拟量闭环方式，非程序控制，无法实现上位机通信与数字式功率调制等功能。
技术实现思路
本技术提出一种提出了一种三合一集成型激光驱动装置，该激光驱动装置以STM32为控制核心，采用全数字式控制方法，可适用于绿光(532nm)、黄光(593nm)及红光(760nm)激光器的驱动控制，同时，可对各激光驱动器功率进行在线实时调节。所述的三合一集成型激光驱动装置，其特征在于，所述的激光驱动装置包括：电源电路、DFB驱动电源、RS485串口通讯电路、STM32核心处理器、温度采样电路、光功率采样电路、DA输出电路、TEC驱动电路、LD驱动电路和DFB激光器；所述RS485串口通讯电路通过SCI接口连接STM32核心处理器，STM32核心处理器通过AD采样接口接收温度采样电路和光功率采样电路传来的采样信号，STM32核心处理器通过SPI接口与DA输出电路连接，DA输出电路的输出端口分别与TEC驱动电路、LD驱动电路的输入端口连接，TEC驱动电路、LD驱动电路的输出端口分别与DFB激光器的输入端口连接，DFB激光器还分别与度采样电路、光功率采样电路相连接。进一步限定，所述的DFB激光器内部设有双路TEC，分别实现激光器晶体与泵浦的温度控制，激光器晶体与泵浦内部均放置热敏电阻，采集阻值变化实现各组件的温度采样；STM32核心处理器比对温度设定值与采样值，对内部温度进行PID闭环调节，驱动双路TEC进行制冷或加热，达到温度恒定控制效果，双路温控系统相互独立。进一步限定，所述的DFB激光器内部设计有光敏电阻，能够产生与激光器光强大小成线性的受激电流；该受激电流流过光功率采样电路中的精密采样电阻后，经运放调理电路接入核心处理器，通过AD采样得到激光器发光功率；STM32核心处理器根据发光功率进行闭环运算。进一步限定，所述的TEC驱动电路中的TEC是利用半导体材料珀尔帖效应制成，通过控制流经TEC的电流方向与大小，能够实现TEC制冷、加热及变化速率控制；所述TEC驱动电路采用两路TEC分别控制机关器晶体和泵浦的温度，选用TEC最大电压为5V，其允许通过的最大电流为3.5A，最高控制温度可达60℃。进一步限定，所述的LD驱动电路产生恒流源，且输出稳定无浪涌电流；设计电源驱动的激光器所需电流0至1.5A连续可调，LD端电压0至2.4V，选用ATLS1.5A104D驱动模块进行LD控制；ATLS1.5A104D为ADI公司LD驱动专用模块，该驱动模块满幅时输出电流噪声小于0.95uA，电流阶跃响应时间小于200nS。进一步限定，所述的STM32核心处理器由于最多只有1路DA接口，需外扩DA输出电路实现多路电压输出；选用TI公司TLV5614集成芯片，该集成芯片具有12位分辨率，动态响应时间小于3us；通过SPI接口与STM32核心处理器连接，实现4路DA输出电路的扩展。本技术的有益效果为：1)实现三合一激光驱动器的集成优化设计，可兼容黄光、绿光、红光三型激光器。三合一通用性激光器设计，可大幅减少设计调试工作，便于设备统一管理，节约人力、物力。2)全数字式闭环控制，具有恒电流与恒功率两种工作模式，且工作电流与功率可实时调节；3)具有RS422及CAN总线接口，可进行上位机通信与远程参数设定。附图说明图1是三合一集成型激光驱动装置的原理框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。所述的三合一集成型激光驱动装置，其特征在于，所述的激光驱动装置包括：电源电路、DFB驱动电源、RS485串口通讯电路、STM32核心处理器、温度采样电路、光功率采样电路、DA输出电路、TEC驱动电路、LD驱动电路和DFB激光器；所述RS485串口通讯电路通过SCI接口连接STM32核心处理器，STM32核心处理器通过AD采样接口接收温度采样电路和光功率采样电路传来的采样信号，STM32核心处理器通过SPI接口与DA输出电路连接，DA输出电路的输出端口分别与TEC驱动电路、LD驱动电路的输入端口连接，TEC驱动电路、LD驱动电路的输出端口分别与DFB激光器的输入端口连接，DFB激光器还分别与度采样电路、光功率采样电路相连接。进一步限定，所述的DFB激光器内部设有双路TEC，分别实现激光器晶体与泵浦的温度控制，激光器晶体与泵浦内部均放置热敏电阻，采集阻值变化实现各组件的温度采样；STM32核心处理器比对温度设定值与采样值，对内部温度进行PID闭环调节，驱动双路TEC进行制冷或加热，达到温度恒定控制效果，双路温控系统相互独立。进一步限定，所述的DFB激光器内部设计有光敏电阻，能够产生与激光器光强大小成线性的受激电流；该受激电流流过光功率采样电路中的精密采样电阻后，经运放调理电路接入核心处理器，通过AD采样得到激光器发光功率；STM32核心处理器根据发光功率进行闭环运算。进一步限定，所述的TEC驱动电路中的TEC是利用半导体材料珀尔帖效应制成，通过控制流经TEC的电流方向与大小，能够实现TEC制冷、加热及变化速率控制；所述TEC驱动电路采用两路TEC分别控制机关器晶体和泵浦的温度，选用TEC最大电压为5V，其允许通过的最大电流为3.5A，最高控制温度可达60℃。进一步限定，所述的LD驱动电路产生恒流源，且输出稳定无浪涌电流；设计电源驱动的激光器所需电流0至1.5A连续可调，LD端电压0至2.4V，选用ATLS1.5A104D驱动模块进行LD控制；ATLS1.5A104D为ADI公司LD驱动专用模块，该驱动模块满幅时输出电流噪声小于0.95uA，电流阶跃响应时间小于200nS。进一步限定，所述的STM32核心处理器由于最多只有1路DA接口，需外扩DA输出电路实现多路电压输出；选用TI公司TLV5614集成芯片，该集成芯片具有12位分辨率，动态响应时间小于3us；通过SPI接口与STM32核心处理器连接，实现4路DA输出电路的扩展。上述实例仅用以说明本技术的技术方案而非对其进行限制，尽管参照最佳实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三合一集成型激光驱动装置，其特征在于，所述的激光驱动装置包括：电源电路、DFB驱动电源、RS485串口通讯电路、STM32核心处理器、温度采样电路、光功率采样电路、DA输出电路、TEC驱动电路、LD驱动电路和DFB激光器；所述RS485串口通讯电路通过SCI接口连接STM32核心处理器，STM32核心处理器通过AD采样接口接收温度采样电路和光功率采样电路传来的采样信号，STM32核心处理器通过SPI接口与DA输出电路连接，DA输出电路的输出端口分别与TEC驱动电路、LD驱动电路的输入端口连接，TEC驱动电路、LD驱动电路的输出端口分别与DFB激光器的输入端口连接，DFB激光器还分别与度采样电路、光功率采样电路相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种三合一集成型激光驱动装置，其特征在于，所述的激光驱动装置包括：电源电路、DFB驱动电源、RS485串口通讯电路、STM32核心处理器、温度采样电路、光功率采样电路、DA输出电路、TEC驱动电路、LD驱动电路和DFB激光器；所述RS485串口通讯电路通过SCI接口连接STM32核心处理器，STM32核心处理器通过AD采样接口接收温度采样电路和光功率采样电路传来的采样信号，STM32核心处理器通过SPI接口与DA输出电路连接，DA输出电路的输出端口分别与TEC驱动电路、LD驱动电路的输入端口连接，TEC驱动电路、LD驱动电路的输出端口分别与DFB激光器的输入端口连接，DFB激光器还分别与度采样电路、光功率采样电路相连接。


2.根据权利要求1所述的激光驱动装置，其特征在于，所述的DFB激光器内部设有双路TEC，分别实现激光器晶体与泵浦的温度控制，激光器晶体与泵浦内部均放置热敏电阻，采集阻值变化实现各组件的温度采样；STM32核心处理器比对温度设定值与采样值，对内部温度进行PID闭环调节，驱动双路TEC进行制冷或加热，达到温度恒定控制效果，双路温控系统相互独立。


3.根据权利要求2所述的激光驱动装置，其特征在于，所述的DFB激光器内部设计有光敏电阻，能够产生与激光器光强大小成线性的受激电流；该受激电流流过光功率采样电路中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯腾，薛晓川，肖雷，周海力，陈超，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11