一种温控半导体激光器制造技术

本实用新型专利技术属于半导体激光器领域，特别涉及一种温控半导体激光器，包括单片机模块，单片机模块连接有PWM模块和ADC模块，PMW模块生成两路PMW信号分别至温控模块和驱动模块，温控模块和驱动模块连接半导体激光管，半导体激光管连接测量放大模块，测量放大模块信号通过ADC转换模块将模拟信号转化为数字信号传输至单片机模块，单片机模块通过485通信模块连接上位机。本新型通过分频控制半导体激光管的工作状态，减少了工作温度对其工作效率的影响，响应速度快，超调量小，控制性能优越，具有良好的实用价值和应用空间。的实用价值和应用空间。的实用价值和应用空间。

【技术实现步骤摘要】
一种温控半导体激光器


[0001]本技术属于半导体激光领域，特别涉及一种温控半导体激光器。

技术介绍

[0002]半导体激光管具有体积小、单色性好、方向性强、光功率利用率高等优点，由于其工作电压需求低、工作电路简单广泛应用于光纤通信、仪器测量等领域。半导体激光管的结构与传统LED类似，相对传统PN结结构的LED二极管多了两个与PN节垂直的光学平面作为谐振腔，在PN结通过电流激发超过导通阈值发光使谐振腔体内产生激光。与传统氦氖激光发生器相比，在恒定电流的驱动下，半导体激光管随着工作温度的提高阈值电流提高，工作电流下降，输出功率降低，为保证半导体激光管工作的稳定性，需要对半导体激光管的工作温度进行实时监控和调节。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于：针对现有问题，提供一种发射功率稳定、能及时调整工作状态的温控半导体激光器。
[0004]本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种温控半导体激光器，包括单片机模块，单片机模块连接有PWM模块和ADC模块，PMW模块生成两路PMW信号分别至温控模块和驱动模块，温控模块和驱动模块连接半导体激光管，半导体激光管连接测量放大模块，测量放大模块信号通过ADC转换模块将模拟信号转化为数字信号传输至单片机模块，单片机模块通过485通信模块连接上位机。单片机模块输出控制信号至PMW模块对PMW模块的PMW信号分频，一路生成驱动PMW信号控制驱动模块进而控制半导体激光管功率，另一路生成温度控制PMW信号控制温控模块的工作进而控制半导体激光管的工作稳定，测量放大模块为温度传感器提供工作电压的同时将测量半导体激光工作的温度信号放大处理后经ADC转化模块转化为数字信号传输至单片机，通过单片机内部程序进行智能处理后转化为控制信号。同时单片机通过485通信模块与上位机互交方便整体系统监控和程序改写。
[0006]进一步的，驱动模块包括光电耦合器U1；光电耦合器U1的正输入端连接工作电源VCC，其负输入端连接NPN三极管Q4的集电极；三极管Q4的基极通过电阻R6连接其发射极，其基极通过电容C2接收PMW模块生成的驱动PMW信号，其发射极接地；光电耦合器U1的正输出端连接第一工作电源VCC1，其负输出端连接N型MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极分别通过电阻R5和电容C3连接其栅极，其源极接地，其漏极通过正向二极管D1连接第一工作电源VCC1，二极管D1两端连接半导体激光管驱动半导体激光管工作。由于半导体激光器工作电压与其它智能模块工作电压差距较大，通过光电耦合器进行隔离处理，电阻R5分压控制MOS管Q2的导通状态控制半导体激光管工作状态，同时通过二极管D1作为泄放二极管防止MOS管Q2被激光器工作电压击穿，电容C3对光电耦合器U1的输出信号进行滤波处理。
[0007]进一步的，温控模块包括NPN三极管Q3；三极管Q1基极通过电阻R4接收PMW模块生
成的温度控制PMW信号，其发射极接地，其集电极连接N型MOS管Q1的栅极，电阻R4并联有电容C4；MOS管Q1的源极接地，其漏极连接半导体制冷器输出端；半导体制冷器输入端连接第一工作电源VCC1，其输入端通过电容C1接地，其输出端通过电阻R1接地，半导体制冷器，MOS管Q1进行回路，依据PMW信号的占空比通过三极管Q1对回路电流进行控制，进而控制半导体制冷器工作状态。
[0008]进一步的，测量放大模块包括集成运放U2；集成运放U2正输入端连接工作电源VCC，其负输入端通过电阻R12连接其负偏置电压端，其正偏置电压端连接第二工作电压VCC2并通过电容C5接地，其输出端通过电阻R9连接集成运放U4的正输入端，其输出端还依次通过温度传感器Pt和电阻R11连接集成运放U4的负输入端；温度传感器Pt和电阻R11间结点连接集成运放U2的负输入端；集成运放U4的正输入端通过电阻R8接地，其负输入端通过电阻R13连接其输出端，其正偏置电压端连接第二工作电压VCC2并通过电阻R6接地，其输出端通过电阻R10连接集成运放U3的正输入端；集成运放U3负输入端通过电阻R14连接其输出端，其正输入端通过电阻R7接地，其输出端输出测量信号至ADC模块。集成运放U1主要将运放工作电压的VCC2和智能模块的低工作电压转化为温度传感器Pt所需的工作电压，通过温度传感器检测温度后生成的检测电流通过集成运放U4和U3的二级放大满足ADC转换模块的输入信号条件。
[0009]进一步的，温度传感器Pt采用Pt100。
[0010]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0011]通过检测半导体激光管工作状态使单片机模块生成分频控制信号将PWM模块信号分频为两路控制半导体激光管的工作，减少了工作温度对其工作效率的影响，响应速度快，超调量小，控制性能优越，具有良好的实用价值和应用空间。
附图说明
[0012]图1是本技术原理图；
[0013]图2是本技术驱动模块电路原理图；
[0014]图3是本技术温控模块电路原理图；
[0015]图4是本技术测量放大模块电路原理图。
具体实施方式
[0016]本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0017]如图1所示，一种温控半导体激光器，包括单片机模块，单片机模块连接有PWM模块和ADC模块，PMW模块生成两路PMW信号分别至温控模块和驱动模块，温控模块和驱动模块连接半导体激光管，半导体激光管连接测量放大模块，测量放大模块信号通过ADC转换模块将模拟信号转化为数字信号传输至单片机模块，单片机模块通过485通信模块连接上位机。
[0018]如图2所示，驱动模块包括光电耦合器U1；光电耦合器U1的正输入端连接工作电源VCC，其负输入端连接NPN三极管Q4的集电极；三极管Q4的基极通过电阻R6连接其发射极，其基极通过电容C2接收PMW模块生成的驱动PMW信号，其发射极接地；光电耦合器U1的正输出端连接第一工作电源VCC1，其负输出端连接N型MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极分别通过电阻
R5和电容C3连接其栅极，其源极接地，其漏极通过正向二极管D1连接第一工作电源VCC1，二极管D1两端连接半导体激光管驱动半导体激光管工作。
[0019]如图3所示，温控模块包括NPN三极管Q3；三极管Q1基极通过电阻R4接收PMW模块生成的温度控制PMW信号，其发射极接地，其集电极连接N型MOS管Q1的栅极，电阻R4并联有电容C4；MOS管Q1的源极接地，其漏极连接半导体制冷器输出端；半导体制冷器输入端连接第一工作电源VCC1，其输入端通过电容C1接地，其输出端通过电阻R1接地。
[0020]如图4，测量放大模块包括集成运放U2；集成运放U2正输入端连接工作电源VCC，其负输入端通过电阻R12连接其负偏置电压端，其正偏置电压端连接第二工作电压VCC2并通过电容C5接地，其输出端通过电阻R9连接集成运放U4的正输入端，其输出端还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温控半导体激光器，其特征在于，包括单片机模块，单片机模块连接有PWM模块和ADC模块，所述PMW模块生成两路PMW信号分别至温控模块和驱动模块，温控模块和驱动模块连接半导体激光管，半导体激光管连接测量放大模块，测量放大模块信号通过ADC转换模块将模拟信号转化为数字信号传输至单片机模块，所述单片机模块通过485通信模块连接上位机。2.根据权利要求1所述的一种温控半导体激光器，其特征在于，所述驱动模块包括光电耦合器U1；光电耦合器U1的正输入端连接工作电源VCC，其负输入端连接NPN三极管Q4的集电极；三极管Q4的基极通过电阻R6连接其发射极，其基极通过电容C2接收PMW模块生成的驱动PMW信号，其发射极接地；光电耦合器U1的正输出端连接第一工作电源VCC1，其负输出端连接N型MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极分别通过电阻R5和电容C3连接其栅极，其源极接地，其漏极通过正向二极管D1连接第一工作电源VCC1，二极管D1两端连接半导体激光管驱动半导体激光管工作。3.根据权利要求1所述的一种温控半导体激光器，其特征在于，所述温控模块包括NPN三极管Q3；三极管Q1基极通过电阻R4接收PMW模块生成的温度控制PMW信号，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兵，乔之勇，
申请(专利权)人：四川省长星科技有限公司，
类型：新型
国别省市：