一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于空间引力波探测技术领域，其公开了一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置。高精度电压基准源输入到电流驱动模块中经过运算放大器U1处理作为MOS管的预设电压，电流采样模块对电流驱动模块输出电流进行取样，同时采样电阻使用温控系统进行高精度温度控制，然后输出实时电压到电流反馈模块中与预设电压进行比较并形成电压误差信号，电压误差信号通过运算放大器U1进行动态调节为驱动激光二极管提供稳定电流。本发明专利技术通过实验探究及分析泵浦驱动源在毫赫兹频段的噪声来源，针对取样电阻进行精密控温以及优化供电机制等措施来提高驱动源鲁棒性，进而保证泵浦源的低噪声输出，满足空间引力波探测中激光噪声抑制需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空间引力波探测，具体涉及为一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置。

技术介绍

1、在爱因斯坦的广义相对论中，引力被认为是时空弯曲的一种效应，这种弯曲是因为质量的存在而导致，直接探测引力波信号可以探索无法直接探测的、更大时空尺度的天文事件，因此引力波探测对推动多信使天文学等学科的发展以及深入理解宇宙起源和演化具有重要的科学意义。

2、目前空间引力波探测的频段在0.1 mhz-1 hz范围，其探测频率相对于地基引力波探测计划更低，能够实现超大质量黑洞合并、超紧凑双星等波源的探测。由于空间引力波探测装置的灵敏度直接受到激光光源噪声的影响，这就需要对激光光源进行稳频以及抑制激光强度噪声等。尽管国内外对半导体激光器驱动源的研究已经取得了不错的成果，特别是德国、美国等国家，半导体激光器驱动源的研究技术已经达到了很高的水平，并且实现了商品化。比如在2005年，德国马克斯普朗克研究所在光纤激光放大器中调制了半导体泵浦激光管的驱动电流，进而测量了从半导体泵浦源输出功率到激光放大器输出功率变化的传递函数。传递函数表示小于50 khz频段时，泵浦本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置，包括有恒流反馈驱动模块（1）、激光二极管（5）和恒流驱动电源（7），恒流反馈驱动模块（1）由恒流驱动电源（7）供电后驱动激光二极管（5）输出，其特征在于：所述恒流反馈驱动模块（1）包括电流驱动模块（101）、电流采样模块（102）以及电流反馈模块（103）三部分，电流驱动模块（101）将输入的高精度电压基准源经过运算放大器U1处理作为MOS管的预设电压，电流采样模块（103）对电流驱动模块（101）输出电流进行取样，并将产生电压信号输入到电流反馈模块（103）中，所述电流采样模块（102）的实时电压进入电流反馈模块（103）后与MOS管的...

【技术特征摘要】

1.一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置，包括有恒流反馈驱动模块（1）、激光二极管（5）和恒流驱动电源（7），恒流反馈驱动模块（1）由恒流驱动电源（7）供电后驱动激光二极管（5）输出，其特征在于：所述恒流反馈驱动模块（1）包括电流驱动模块（101）、电流采样模块（102）以及电流反馈模块（103）三部分，电流驱动模块（101）将输入的高精度电压基准源经过运算放大器u1处理作为mos管的预设电压，电流采样模块（103）对电流驱动模块（101）输出电流进行取样，并将产生电压信号输入到电流反馈模块（103）中，所述电流采样模块（102）的实时电压进入电流反馈模块（103）后与mos管的预设电压进行比较并形成电压误差信号，电压误差信号输入至电流驱动模块（101）中利用运算放大器u1对电流驱动模块（101）的输出电流进行动态调节，实现负反馈闭环控制，为驱动激光二极管（5）提供稳定电流，电流采样模块（102）采用温控系统（6）进行高精度温度控制，用于提高电流反馈模块（103）的反馈精度，增强泵浦源驱动装置的温度鲁棒性，保证泵浦源的低噪声输出满足空间引力波探测中激光噪声抑制需求。

2.根据权利要求1所述的一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置，其特征在于：所述电流驱动模块（101）包括运算放大器u1、mos管、电阻r1以及稳压二级管e1，运算放大器u1的同相输入端外接高精度电压基准源，稳压二级管e1d的一侧接地，且其另一侧与mos管的栅极相连接，运算放大器u1的输出端通过电阻r1连接mos管的栅极，mos管的源极连接取样电阻rs的1号引脚，取样电阻rs的4号引脚接地，恒流驱动电源（7）的vcc端与mos管的漏极分别连接激光二极管（5）的正负极；

3.根据权利要求2所述的一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置，其特征在于：在电流驱动模块（101）与激光二极管（5）之间的电路上设置有继电器（4），温度保护模块（3）的输出端与继电器（4）的输入端相连接，温度保护模块（3）通过一号热敏电阻ntc采集激光二极管（5）的温度，当采集温度超过50℃时，温度保护模块（3）控制继电器（4）由常闭状态切换到断开状态，即恒流驱动电源（7）输出断开，电流驱动模块（101）停止工作。

4.根据权利要求3所述的一种面向空间引力波探测的低噪声泵浦源驱动装置，其特征在于：所述温度保护模块（3）包括电压比较器u3、一号热敏电阻ntc、发光二极管d1、电容c4以及电阻r7-11，电压比较器u3的输出端通过发光二极管d1与三极管q1的基极相连接，三极管q1的集电极与继电器（4）的1号引脚相连接，三极管q1的发射极接地，继电器（4）的2、7、8号引脚与恒流驱动电源（7）的vcc端相连接，继电器（4）的3、6号引脚与激光二极管（5）的正极相连接，电阻r10跨接在电压比较器u4的输出端和正相输入端之间，电阻r11串联接在电压比较器u3的输出端与恒流驱动电源（7）的vcc端之间，一号热敏电阻ntc的一侧通过电阻r7与恒流驱动电源（7）的vcc端相连接，且其另一侧接地，电阻r8的一侧和恒流驱动电源（7）的vcc端相连接，且其另一侧与电压比较器u3的正相输入端相连，电容c4和电阻r9的一侧连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑耀辉，高子超，李番，王嘉伟，尹王保，王雅君，田龙，李卫，史少平，陈力荣，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：