半导体激光器恒温恒流控制电路系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

半导体激光器是以半导体材料做为工作物质而产生激光的器件，也是成熟较早、进展较快的一类激光器。由于其的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产，并且具有体积小、重量轻、寿命长的优点，使其在在军事、医疗、生产、通信、测量等众多领域得到了广泛的应用。然而，半导体激光也是一种敏感的器件，很容易因驱动电流和工作环境温度的波动，造成其性能参数的变化，从而影响系统的稳定性。

研究表明，半导体激光器有很高的量子效率，微小的电流变化将导致输出光功率的极大变化，即使在小功率下也不能在室温下连续工作。作为应用而言，要求其应具有最低的电噪声和最高的稳定性，因为驱动电流的波动不仅会造成半导体激光器的激光强度噪声，还会造成输出波长光谱线宽的展宽。又由于电噪声电平比例于驱动器的最大功率容量，所以电流源的选择应与所使用的激光器相匹配。半导体激光器作为电流驱动型器件，高稳定度的驱动电流是输出功率稳定的前提。恒功率控制是以稳定输出光功率为目的，它直接以输出光功率作为反馈信号，控制驱动电流源，以消除温度和浪涌等因素造成的输出功率的不稳定。

同时，由于ld存在非辐射复合损耗、自由载流子吸收等损耗机制，使半导体激光器外微分量子效率只能达到20%-30%，这意味着相当部分注入的电功率将转化热量，随着温度的升高使激光器的阈值值电流增加、输出功率降低、发射波长移、造成模式的不稳定、增加内部缺陷、严重影响器件的寿命，给应用带来很大困难.如不将所产生的热量移去，将造成一种恶性循环，使激光器很快失效。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计内容

本研究目的在于设计并制作一款体积小、低成本的半导体激光器恒温恒流控制电路系统，为半导体激光器提供较稳定的驱动电流，同时监测并控制半导体激光器工作环境温度，以保证其输出功率的稳定性。

2.2 设计指标

3. 研究计划与安排

第2周：收集、查阅文献及相关论文，拟定初步技术方案；

第3周：整理相关文献资料，完成开题报告；

第4-7周：进行系统硬件电路设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[2]邱琪.光纤通信技术[m].科学出版社，2011:50-59

[3]黄德修，刘雪峰.半导体激光器及其应用[m].国防工业出版社，1999, 41-102

[4]汪瑜.半导体激光器热特性分析研究[d].吉林:长春理工大学，2009,3:16-17