【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于光电子，具体涉及一种高精度激光器驱动电流源装置。
技术介绍
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技术介绍
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1、激光器是一种能够产生高度聚束、单色、相干光的装置。它利用受激辐射的原理，在光学谐振腔中通过光放大过程产生激光输出。激光器的工作原理基于三个基本过程：吸收、受激辐射和自发辐射。当一个激活能量源(如电流、光或化学反应)提供能量时，激光器中的活性介质吸收这些能量。通过受激辐射的过程，吸收能量的活性介质释放出光子，并引发其他原子或分子的受激辐射。这个过程会引发光子的指数级增长，最终形成激光束。
2、激光器输出光中存在各种随机波动，依据噪声形式的不同，可以分为强度噪声、相位噪声和频率噪声等。这些噪声源会直接影响影响激光器的性能和应用。强度噪声是激光器输出光的光强在时间上的波动，它可以由多种因素引起，包括激光器的本征噪声、温度变化、电源波动等；相位噪声是激光器输出光的相位在时间上的波动，它可以通过测量光的相位差来描述，影响光的相干性和相位稳定性，其来源包括激光器的本征噪声、驱动电路的噪声以及环境的干扰等；频率噪声是激光器输出光的频率在时间上的波动，它通常以频率偏移或频率抖动的形式来描述。降低激光器噪声的方法包括使用高稳定度的电源和驱动电路、优化激光器的设计和工作条件、使用噪声抑制技术和反馈控制等。
3、对于一些应用，确保激光器输出的幅度和强度精准可控是非常重要的需求。例如，在光纤通信中，确保激光器输出的光强稳定和精确可控非常关键，这可以确保信号的传输质量和可靠性，并最大限度地降低误码率；在激光雷达系统中，激光器
4、激光器的广泛应用，离不开其驱动电流源的不断完善与发展。由于激光二极管的抗电冲击能力较为薄弱，微小的电流波动也容易造成光功率输出较大的偏差，传统的驱动电流源电路中有较大的瞬态电压电流尖峰以及外界的噪声干扰，容易导致激光二极管的损坏从而影响其使用寿命，因此激光器驱动电流源的性能是决定激光器系统性能的重要因素。
5、由于激光器输出的光束质量与注入激光器的电流密切相关，一定程度上能够决定输出光束的性能，为保证激光器可以正常且高效地工作，一种稳定、精确可调并且低噪声的驱动电流源至关重要。
6、传统电流源电路大多采用三极管作为调整管，这在电流较小、精度要求不高的情况下是适用的。但在大电流、高稳定度要求的电流源中，三极管并不是理想的调整管元件，使用三极管构成的镜像电流源电路输出并不完美，有着自身的局限并依赖于外部因素。三极管是电流控制型器件，基极电流易受温度影响，对电流采样带来误差，而且三极管的原理在于基于少数载流子导电，噪声相对较大，其输出阻抗较小，负载变化时对电流稳定度影响较大。基于此，本专利技术提出一种可用于激光器驱动的高精度电流源装置以解决上述问题。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种高精度激光器驱动电流源装置。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种高精度激光器驱动电流源装置，包括依次连接的基准电压源、数/模转换器、电阻r1、电压/电流转换单元和电阻rl，电阻rl表示后接负载电路；所述电压/电流转换单元包括一个电压/电流转换恒流源和一个电流镜像单元；所述基准电压源为数/模转换器提供基准电压，数/模转换器为电压/电流转换恒流源提供可调节输出电流参数的控制电压，电压/电流转换恒流源产生高稳定度的参考电流，参考电流经高精度电流镜像单元后流经电阻rl，通过电阻rl的电流为最终输出的加载负载的驱动电流，实现稳定电流输出。
4、进一步的，所述电压/电流转换恒流源用于提供高稳定度的参考电流，包括运算放大器a1、场效应管q3与电阻r2，电阻r2为电压/电流转换恒流源所产生的参考电流采样电阻；所述运算放大器a1的反相输入端与电阻r1相连，同相输入端与场效应管q3的漏极相连，输出端与场效应管q3的栅极相连；所述场效应管q3的漏极与电阻r2的一端相连，电阻r2的另一端与gnd相连，所述场效应管q3的源极与电流镜像单元相连。
5、进一步的，所述电流镜像单元起隔离作用，可以有效隔离电压/电流转换恒流源与电流源的负载电路，并且将电源电压进行隔离，参考电流经电流镜像单元后得到加载负载的驱动电流，最终实现稳定电流输出，提高了电源抑制比，有效抑制温度、环境、负载特性等变化对电压/电流转换单元的影响，提高恒流源电路的精度和稳定度。
6、进一步的，所述电流镜像单元包括场效应管q1、场效应管q2、场效应管q4、运算放大器a2和电源vcc；所述运算放大器a2的同相输入端与场效应管q1的漏极相连，反相输入端与场效应管q2的漏极相连，输出端与场效应管q4的栅极相连；所述场效应管q1的源极连接电源vcc，漏极与场效应管q3的源极相连，栅极与场效应管q2的栅极相连；所述场效应管q2的源极连接电源vcc，漏极与场效应管q4的源极相连，栅极与场效应管q1的栅极相连；所述场效应管q4的漏极与电阻rl相连。所述电压/电流转换恒流源提供的高稳定度的参考电流通过运算放大器a2和场效应管q1、q2、q4构成的高精度电流镜输出驱动电流。
7、进一步的，所述电流源装置还包括电容c1、电容c2；所述电容c1的一端与运算放大器a1的反相输入端相连，另一端与gnd相连；所述电容c2的一端与运算放大器a1的反相输入端相连，另一端与a1的输出端相连。
8、进一步的，所述场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3和场效应管q4为p沟道场效应管。
9、进一步的，所述数/模转换器选用16位电压输出数/模转换器，使用高精度数/模转换器，运用其输出电压与输入电压呈理想线性关系的特性，可通过mcu、fpga等外围器件进行数字控制，以实现电压/电流转换单元的最终输出电流的灵活设置与精确可调，电压控制信号精度可达μv量级，电流输出精度可达μa量级。
10、进一步的，由于高精度数/模转换器输出的绝对精度和相对稳定度同时取决于基准电压源和一些所用精密电阻的性能，因此使用外部高稳定度、低温漂的基准电压源为数/模转换器提供基准电压，可进一步增加数/模转换器输出准确性与稳定度。
11、本专利技术的有益效果：
12、(1)本专利技术公开了一种高精度激光器驱动电流源装置，可通过外部高稳定度、低温漂的基准电压源为dac输出模块提供基准电压，dac输出模块为电压/电流转换电路(单元)提供可调节的输出电流参数的控制电压，电压/电流转换电路产生高稳定度的参考电流，参考电流经电流镜像单元后得到加载负载的驱动电流，最终实现稳定电流输出。本专利技术用于提供稳定、准确的电流驱动信号，以实现对激光器的精确控制，提高了输入信号与输出电流之间的匹配程度，具有一定的温度补偿特性，输出阻抗高，输出电流具有较高精度及稳定度。
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1.一种高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
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6.根据权利要求2所述的高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
7.根据权利要求3所述的高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的高精度激光器驱动电流源装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的高精度激光器驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：方涛，杨成，唐诗彤，郑满航，孙琦，尹知谦，陈向飞，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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