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半导体激光器作为精密的光电器件,工作时需要稳定的驱动电流和恒定的工作温度。驱动电流决定半导体激光器的输出功率,工作温度影响输出激光的中心波长。以LC96P系列半导体激光器为例,发射波长随温度的变化为0.02 nm/oC。因此,为了保证半导体激光器输出功率和发射波长的稳定性,设计专用的驱动电路就显得尤为必要。LC96P系列半导体激光器采用14脚蝶形封装,主要用作掺铒光纤放大器的泵浦源。本文针对LC96P的特性,设计了恒流驱动电路和温度控制电路。首先,本文介绍了半导体激光器的应用和发展历程,以及国内外半导体激光器驱动技术的研究现状。其次,本文介绍了恒流驱动电路的设计。主要包括供电电源的选取、恒流驱动电路原理与分析、激光器保护电路设计、元器件选择等部分。本文设计的恒流驱动电路是连续式的压控恒流源,主要由运算放大器、功率场效应管和电流采样电阻等元件构成。设计中,我们运用运算放大器的电压负反馈原理,使电路形成稳定的闭环控制。此外,本文还使用4路场效应管并联,设计了更大电流的恒流源电路。再次,本文介绍了温度控制电路的设计。包括电源设计、温度控制系统的实现和比例-积分-微分算法的研究等。温度控制系统分为温度采集和温度控制两部分。温度采集部分的主要内容是热敏电阻阻值的测量。由于阻值不便直接测量,本文先使用惠斯通电桥将阻值转换为电压值,再将该电压经运算放大器放大,然后由模数转换器测量。温度控制部分的主要内容是半导体制冷器驱动电路的设计。使用数模转换器控制MAX1968芯片,由MAX1968输出双向的电流,再以该电流驱动半导体制冷器,实现对激光器的制冷和制热。最后,本文介绍了基于STM32的控制与人机接口设计。在恒流驱动电路部分,STM32负责电流采样值的读取与显示,以及数控电压的输出。在温度控制部分,STM32负责温度信号的采集与处理,以及结合比例-积分-微分算法的激光器温度控制。在人机接口方面,主要实现了设置保存、按键输入与显示。实验测试的结果表明,本文设计的恒流驱动电路能够为LC96P激光器提供0~950 mA的驱动电流;采用4路场效应管并联的压控恒流源以整流二极管作为模拟负载,最大输出电流达到10 A。温度控制电路能够将LC96P激光器的工作温度控制在25oC,控制精度±0.1oC。