本实用新型专利技术提供一种超快脉冲激光器驱动电路及激光测距装置，其包括：MOSFET管M1、GaN开关K、采样电阻RK、电容CL；其中，所述电容CL一端接地、另一端分别接电源VDD和MOSFET管M1的D极；所述MOSFET管M1的G极接泵浦激光器PUMP、S极串联所述GaN开关K后接地。本申请结构设计简单、成本低廉，主要通过GaN开关和MOSFET即可实现激光器脉冲驱动电流可调功能，使得脉冲光稳定输出。定输出。定输出。
【技术实现步骤摘要】
一种超快脉冲激光器驱动电路及激光测距装置
[0001]本技术涉及激光应用领域，特别涉及一种超快脉冲激光器驱动电路及激光测距装置。
技术介绍
[0002]随着激光测控技术的飞速发展，军民用的高精度测距需求越来越大，精度要求越来越高。由此要求测距信号频率尽量低且信号的上升沿、下降沿要尽可能快，如此才能保证距离和测量精度。
[0003]皮秒级激光测距的激光器一般是通过光学腔调Q产生频率可调光源，但是其频率、功率和波长均有很大的局限性，且制造成本高昂。同时，目前普遍使用普通开关三极管或MOSFET(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor，金氧半场效晶体管)对激光器进行开启和关断，从而产生脉冲信号，但三极管在低频快沿、大功率方面的应用具有很大的局限性；而MOSFET的G极会引起驱动延时，且因封装等原因具有ESR(等效串联电阻)与ESL(等效串联电感)，以及MOSFET的米勒效应等都会影响到开关的速率和脉冲信号的完整性。上述原因均会导致激光测距的距离和精度收到影响。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于提供一种超快脉冲激光器驱动电路及激光测距装置，其结构设计简单、成本低廉，主要通过GaN开关和MOSFET即可实现激光器脉冲驱动电流可调功能，使得脉冲光稳定输出。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：
[0006]一方面，提供了一种超快脉冲激光器驱动电路，其包括：MOSFET管M1、GaN开关K、采样电阻RK、电容CL；其中，所述电容CL一端接地、另一端分别接电源VDD和MOSFET管M1的D极；所述MOSFET管M1的G极接泵浦激光器PUMP、S极串联所述GaN开关K后接地。
[0007]优选的，所述MOSFET管M1使用阈值电压为0.8V，结电容总充电时间小于5nc。
[0008]优选的，所述MOSFET管M1处于常开状态。
[0009]优选的，所述超快脉冲激光器驱动电路还包括：整形电路、预加重电路以及功率放大器AMP中的一种或几种，使得所述脉冲光信号经过整形和/或预加重和/或功率放大处理后传输至GaN开关K。
[0010]优选的，所述功率放大器AMP为LMG1020。
[0011]还提供一种激光测距装置，其包括上述超快脉冲激光器驱动电路及与其连接的泵浦激光器PUMP。
[0012]优选的，所述泵浦激光器PUMP选用阈值电流为5毫安、脉冲可达到20安的种子源。
[0013]优选的，所述泵浦激光器PUMP在脉冲光信号的下降沿开始工作，在脉冲光信号的上升沿处关闭，开启时间与脉冲光信号的脉冲宽度相等。
[0014]本技术的有益效果有：
[0015]本技术设计简单、成本低廉，可有效规避了晶体管器件开关速率受限的缺陷，仅需要简单的MOSFET管、GaN开关、电阻即可实现激光器脉冲驱动电流的调节，且脉冲信号的沿和脉冲宽度不受到影响，光源的出光功率和波长均稳定，由此实现脉冲光的稳定输出。
附图说明
[0016]图1是本技术中超快脉冲激光器驱动电路的结构示意图；
[0017]图2是脉冲信号传输后的衰减结果；
[0018]图3是本技术中超快脉冲激光器驱动电路的仿真结果。
具体实施方式
[0019]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。
[0020]实施例1：
[0021]如图1所示，本实施例中的超快脉冲激光器驱动电路包括：MOSFET管M1、GaN开关K、采样电阻RK、电容CL；其中，所述电容CL一端接地、另一端分别接电源VDD和MOSFET管M1的D极；所述MOSFET管M1的G极接泵浦激光器PUMP、S极串联所述GaN开关K后接地。
[0022]工作时，脉冲信号由外部从SMA接口输入或由内部MCU产生，信号经过调理进入高速比较器TLV3501，得到沿和脉宽符合要求的脉冲信号，再经过LMG1020将驱动能提升到4A,当信号上升沿到达GaN开关K后，电流经过泵浦激光器PUMP工常工作，流经采样电阻RK到地，脉冲信号下降沿到达GaN开关K，GaN开关K关闭，泵浦激光器PUMP停止工作，由此产生与脉冲信号同样的沿和脉宽的光脉冲信号。进一步的，通过MCU对采样电阻RK上信号电压幅值进行采样，计算出脉冲电流，以根据脉冲电流对MOSFET管M1的开启电压进行控制，即可实现对流过激光器的电流的控制，由此控制激光器的出光强度。
[0023]进一步的，本实施例中，MOSFET管M1使用阈值电压为0.8V，结电容总充电时间小于5nc。
[0024]本实施例中主要采用了MOSFET管M1、GaN开关K、采样电阻RK构成超快脉冲激光器驱动电路，其几乎不存在电容，不会影响开关速率，信号的沿能可达到皮秒级。与传统的MOS管不同，GaN开关K由于其没有PN结，因此不存在体二极管，也就不会产生反向恢复的问题，脉冲信号的沿和脉冲宽度不会受到影响，同时，GaN开关K具有更低的驱动损耗、更低的米勒效应/更低的开关损耗、更小的死区时间和反向恢复时间；进一步的，工作时，所述MOSFET管M1处于常开状态，不存在充放电时间，不会引起信号的畸变，以此可实现脉冲光的稳定输出。
[0025]实施例2：
[0026]本实施例与实施例的不同之处仅在于，如图2所示，脉冲信号传输后会不可避免的受到衰减，且信号的高频部分衰减程度会大于低频部分，由此导致信号经过传输后上升沿和下降沿时间变长，因此，为减小信号高低频衰减不同所带来的影响，需要对脉冲信号进行处理，如整形、预加重处理、功率放大等，使其能得到快的上升沿和下降沿，增加驱动能力后再去驱动MOSFET管M1。
[0027]由此，如图1所示，本实施例中的超快脉冲激光器驱动电路还包括：整形电路、预加
重电路以及功率放大器AMP中的一种或几种，使得所述脉冲光信号经过整形和/或预加重和/或功率放大处理后传输至GaN开关K。
[0028]具体的，本实施例中，所述功率放大器AMP为LMG1020。
[0029]图3示出了本申请中超快脉冲激光器驱动电路的仿真结果，从中可以看出脉冲信号的上升、下降沿可以达到1纳秒，调整脉冲宽度不会对沿造成影响。
[0030]实施例3：
[0031]本实施例提供了一种激光测距装置，其包括：实施例1或2所述的超快脉冲激光器驱动电路及与其连接的泵浦激光器PUMP。具体的，所述泵浦激光器PUMP选用阈值电流为5毫安、脉冲可达到20安的种子源，且所述泵浦激光器PUMP在脉冲光信号的下降沿开始工作，在脉冲光信号的上升沿处关闭，开启时间与脉冲光信号的脉冲宽度相等。
[0032]综上所述，本技术设计简单、成本低廉，可有效规避了晶体管器件开关速率受限的缺陷，仅需要简单的MOSFET管、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超快脉冲激光器驱动电路，其特征在于，包括：MOSFET管M1、GaN开关K、采样电阻RK、电容CL；其中，所述电容CL一端接地、另一端分别接电源VDD和MOSFET管M1的D极；所述MOSFET管M1的G极接泵浦激光器PUMP、S极串联所述GaN开关K后接地。2.如权利要求1所述的超快脉冲激光器驱动电路，其特征在于，所述MOSFET管M1使用阈值电压为0.8V，结电容总充电时间小于5nc。3.如权利要求1所述的超快脉冲激光器驱动电路，其特征在于，所述MOSFET管M1处于常开状态。4.如权利要求1所述的超快脉冲激光器驱动电路，其特征在于，所述超快脉冲激光器驱动电路还包括：整形电路、预加重电路以及功率放大器AMP中...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨永贵，
申请(专利权)人：武汉菲联光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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