基于STM32的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著激光技術(shù)的日趨成熟,半導(dǎo)體激光器以其體積小、重量輕、便于集成、轉(zhuǎn)換效率高、能直接調(diào)制以及能與其他半導(dǎo)體器件集成等優(yōu)點,在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動器存在控制方式單一、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易調(diào)試、功能簡單、控制精度較低且等缺陷,限制了半導(dǎo)體激光器在應(yīng)用領(lǐng)域的進一步擴展。
　　針對上述問題,根據(jù)激光器輸出功率穩(wěn)定性的因素主要是激光器工作溫度穩(wěn)定性與驅(qū)動電流穩(wěn)定性的原理,并在所選用半導(dǎo)體激光器

2、的前提下,確定了激光器驅(qū)動器的技術(shù)指標,并依據(jù)指標設(shè)計了半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動器。驅(qū)動器系統(tǒng)主要包括溫度控制與電流驅(qū)動控制。系統(tǒng)應(yīng)用閉環(huán)負反饋原理設(shè)計了溫度控制部分與電流驅(qū)動部分,并采用 PID的控制方式,實現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器驅(qū)動溫度和光功率穩(wěn)定性在1％~0.1%的精密控制,達到了國內(nèi)先進水平,且滿足其在實際工程上的應(yīng)用,具有很好的實用性。
　　論文完成的主要工作可概括如下:
　　1.項目分析:根據(jù)所選半導(dǎo)體激光器并分析其工作原理

3、和功能需求的基礎(chǔ)上,對比之前基于51單片機設(shè)計的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動器,提出了驅(qū)動器系統(tǒng)的總體方案設(shè)計。
　　2.硬件設(shè)計:驅(qū)動器的系統(tǒng)硬件設(shè)計平臺,主要包括電流控制模塊與溫度控制模塊,并以STM32微控制器為核心,配合半導(dǎo)體制冷器控制器MAX1968執(zhí)行器件。
　　3.軟件設(shè)計:系統(tǒng)軟件的設(shè)計主要是以數(shù)字PID計算控制量,并使用數(shù)字濾波提高了測試的穩(wěn)定性。上位機設(shè)計使用LabVIEW設(shè)計監(jiān)控界面,實時顯示測試數(shù)據(jù)。
　

4、　4.測試驗證:最后根據(jù)方案指標對實現(xiàn)的半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動器進行驗證,測試結(jié)果證明:溫度控制精度可達到±0.03℃,穩(wěn)定度為0.15%,激光輸出功率控制精度可達到±0.02mW,穩(wěn)定度可達到0.25%,達到了預(yù)期效果,該半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動器實現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器驅(qū)動溫度和光功率的精密控制,具有實用性、可行性。
　　論文創(chuàng)新之處
　　1.在半導(dǎo)體激光光源驅(qū)動器調(diào)節(jié)中,使用PID控制算法,大大提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,減小超調(diào)量,提高了系