激光器件电源设计（激光器件电源设计方案）

本文目录一览：

• 1、氮分子激光器的自制DIY
• 2、跪求关于《半导体激光器脉冲触发系统设计》方面的一些资料和相关论文
• 3、氦氖激光器用于工业和科学应用
• 4、激光电源全电压和半电压的区别
• 5、【求助】激光原理看哪本好

氮分子激光器的自制DIY

氮分子光器不仅作为一种常用的工业激光光源，而且由于它结构简单，最重要是的，它是用空气中广泛存在氮气作为激光渣兆材

料，也是一个适合个人DIY的好项目。DIY氮分子激光器，用料简单（各大超市均可以买到），做作容易。左图是两台自制氮分子激光器的工作图。可以看到完美的激光形成通道，和激发的荧光光斑。

PS，由于紫外光是不可见光，即使强度再大也是看不到的，但是由于紫外线可以诱发荧光，接收屏就是可以用一张涂有荧光颜料的纸，那么紫外光就可以被“看到了”。

PSS.虽然是最简单的激光器，但是由于使用到高压电源，需要用一定高压试验经验的爱好者制作。

激光电容的制作 激光电容是如友租存储能量，引发激光的重要元件，但是也有最简单，效果最好的制作方法：电极材料用烧烤用的铝箔，绝缘介质可以在文具店买到投影胶片，A3大小的最合适。这样就可以按照原理图制作成为很廉价的激光电容。当然整体布置可以参考抛物线设计，依照抛物线的几何结构，在抛物线焦点位置设置火花开关可以让电流更好的会聚，从而得到最好的效果。

充电电感的制作

使用一条不长的漆包线既可以制作，这个元件要求不高。它起到在充电过程向电容2充电，在放电过程，阻止电容2的电流从上面流过，而从通过横向电极通过。

横向电极的结构

这是形成激光重要部件，形状见左图，这是由两块相对金属板（铝较好）组成，要保证平行，而且告高要与电容接触良好，因为在放电瞬间，将会有KA级别甚至更高的电流流过。

跪求关于《半导体激光器脉冲触发系统设计》方面的一些资料和相关论文

为了推动微波功率合成技术的发展，需要开展多路同步输出的脉冲功率源开关关键技术研究，以实现电子束精确同步(同步抖动≤10 ns)，源输出波形一致性好，满足知轿负载工作要求。在气体开关的各种触发方式中，激光触发开关是减少开关延迟时间和时间抖动的一种比较理想的开关。气体介质的激光开关，时延可达到1 ns～2 ns，其时间抖动可达到亚纳秒量级[1]。因此，单路脉冲功率源主开关采用吹气式激光触发气体火花开关，要求其开关抖动≤5 ns，重复频率为50 Hz。

在两路脉冲功率源的同步输出实验中，触发控制系统是保证源正确有效合成的关键。控制系统一方面产生两台源正常运行的工作时序，同时通过同步考虑的设计，控制激光触发开关产生触发信号，达到一定的功率合成效率。由于功率MOSFET具有单极型、电压驱动、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好及所需驱动功率小而且驱动电路简单的特点，所以采用MOSFET来设计激光触发器的外触发控制系统。

1 系统结构及工作原理

图1为激光触发脉冲功率源同步控制系统结构框图，单台源均采用德国InnoLas公司的SpitLight 1200激光器，将触发信号分成多路，分别控制单元开关导通。激光触发系统工作原理为：两路脉冲功率源的储能单元充电到设定值，控制系统根据目标位置设定两台源的触发时间间隔，分别发指令到两台源的激光触发系统，触发系统产生激光注入主开关，控制两组主开关各自击穿，初级能源系统储存的电能通过开关向负载馈送。

激光器对外触发系统的设计参数要求如下：

(1)产生闪灯触发信号。脉冲幅值5 V～15 V，脉宽

≥100 μs，工作频率50 Hz，负载50 Ω；

(2)产生普克尔盒触发信号。脉冲幅值5 V～15 V，脉宽≥100 ?滋s，脉冲上升沿≤5 ns，负载50 Ω，工作频率50/N(N=1，2，…，50)。该信号与闪灯信号之间延时可调；

(3)外触发电路、激光器和脉冲功率源之间采取隔离和屏蔽等抗干扰保护措施，确保触发系统在功率源高压大电流强辐射的恶劣环境中正常工作。

2 理论设计与分析

激光器外触发系统由控制信号产生和控制信号触发2部分组成，二者之间通过普通多模光纤(工作波长为820 nm)进行连接。其中，控制系统工作参数设置(如工作频率和工作次数等)、控制信号产生、输出信号隔离及转换(电/光)等功能在控制信号产生单元内实现，它位于操作者所在的工作区；放置于脉冲功率源激光器侧的是控制信号触发单元，完成通过光纤传输而来的输入信号转换(光/电)、放大、快上升沿信号形成以及隔离触发输睁猛虚出等功能。

2.1 控制信号产生单元设计

控制信号产生单元分为2部分：

(1)脉冲触发信号发生器。用于产生控制功率MOSFET器件、功率晶体管工作的脉冲触发信号，具有输出脉冲的个数、脉宽及频率可调的能力，输出为TTL电平。采用工业PC，内置NI定时/计数卡PCI-6602，利用LabVIEW开发系统编制计算机人机界面，设置工作参数，编程产生激光器外触发工作所需的控制信号。其中PCI-6602提供8路32 bit源频率80 MHz的定时/计数通道，输出脉冲信号上升沿实验测试在10 ns左右；

(2)光纤隔离电路。用于隔离TTL电平的触发信号和功率MOSFET的输出电压，具有响应快、不失真的特点。光纤发送器件选用HFBR-1414，其带宽可达5 MHz，满足脉宽为数百?滋s的触发脉冲信号传输要求。

2.2 控制信号触发单元设计

控制信号产生单元分为4部分：

(1)光/电转换电路。采用HFBR-2412光纤接收器件，将通过多模光纤传输至控制信号触发单元的光信号转换为TTL电信号。

(2)功率MOSFET驱动/功率晶体管驱动电路，前者用于将低电平的TTL信号提升到可以用来驱动功率MOSFET器件的电平，以产生脉冲上升沿≤5 ns的激光器普克尔盒触发信号。后者用来产生闪灯触发信号。

(3)功率MOSFET器件。MOSFET（金属氧化物半导体场效应管)是一种电压控制型的器件，由于MOSFET是正温度系数，所以可避免温度持续上升而使器件损坏。同时由于它的导通电阻在理论上悉燃没有上限值，因此导通时的能量损失可以非常小。其优点是：具有非常快的导通和关断能力(ns量级)；非常低的触发能量；能工作在高重复频率下(MHz量级)；使用寿命长(平均109次)；高效率、脉宽可以调节(输出由输入触发信号决定)。经选择采用IR公司的功率MOSFET器件——IRLML2803，它的漏源极击穿电压VDSS为30 V，直流电流ID为1.2 A，脉冲下最大输出电流为7.3 A，导通延时时间Td(on)为3.9 ns，关断时间Toff为9 ns。

(4)电源部分。采用锂电池组提供给光纤隔离电路和功率MOSFET驱动电路所使用的低压电源。它配装有专用保护板，具有过充、过放、过压、欠压、过流短路及反接保护功能，进一步保证电池组控制部分的安全工作。这样有效地消除了触发单元与前级控制信号产生单元及后级功率源高压工作回路因电源共地而可能产生的高压击穿等危险因素。

如图2所示，变换后的TTL电平经整形、功率MOSFET/功率晶体管驱动、脉冲变压器隔离输出至激光器。为了保证触发单元的正常工作，在其输出至激光器之前需加入高耐压(5 kV)脉冲变压器进行电气隔离。

2.3 功率MOSFET器件及其驱动电路选择

图3为功率MOSFET器件的工作原理电路示意图。图3(a)中，RG和CGS是影响MOSFET导通延时的主要参数；漏栅极电容CGD是造成开关动作过程中栅极电压受干扰的主要参数；漏源极电容CDS是影响关断时间的主要参数。MOSFET器件转换过程有2个：导通转换和关断转换。导通转换过程的漏源电压VDS、漏极电流iD、栅源电压VGS和与栅极电流iG随时间t的变化关系如图3(b)所示。导通转换过程分成4个阶段，各个阶段分别是：

(1)t0～t1阶段：栅极驱动电流iG对CDS和CGS充电，使CGS上的电压从0上升到MOSFET导通阈值VGS(th)。

(2)t1～t2阶段：栅源电压VGS继续以指数规律上升，超过MOSFET导通阐值VGS(th)达到Va，在VGS超过VGS(th)后，漏极电流开始增长，并达到最终的输出电流Io。在这一过程中，由于电压与电流重叠，MOSFET功耗最大。

(3)t2～t3阶段：从t2时刻开始，MOSFET漏源电压VDS开始下降，引起从漏极到栅极的密勒电容效应，使得VGS不能上升而出现平台，在t3时刻漏源电压下降到最小值。

(4)t3～t4阶段：在这一区间栅源电压VGS从平台上升到最后的驱动电压。上升的栅压使漏源电阻RDS(on)减小，t4以后MOSFET进入导通状态。

MOSFET器件的截止转换过程与上面的过程相反。由上面的分析可知对栅极驱动电路的要求主要有：

(1)驱动信号的脉冲前、后沿都要陡峭。

(2)对功率MOSFET栅极的充放电回路时间常数要小，以提高功率MOSFET器件的开关速度。

(3)驱动电流为栅极电容的充放电电流，驱动电流要大，才能使开关波形的上升沿和下降沿更快。

选用MOSFET器件IRLML2803，查其特性曲线图可得：在VDS=15 V、VGS=12 V时，总栅极电荷QG≈3.7 nC，则栅极电容C=QG/VGS=3.7 nC/12 V≈0.3 nF=300 pF。

MOSFET导通和截止的速度与MOSFET栅极电容的充电和放电速度有关。MOSFET栅极电容、导通和截止时间与MOSFET驱动器的驱动电流的关系可以表示为：

dT=(dV×C)/I

式中，dT是导通/截止时间，dV是栅极电压，C是栅极电容(从栅极电荷值)，I是峰值驱动电流(对于给定电压值)。

IRLML2803导通/截止时间是4 ns，则I=QG/dT=3.7 nC/4 ns≈0.9 A。即由以上公式得出的峰值驱动电流为0.9 A，同时还需要考虑在MOSFET驱动器和功率MOSFET栅极之间使用的外部电阻，这会减小驱动栅极电容的峰值充电电流，所以选择峰值输出电流大于0.9 A的驱动器。系统中采用的是4.5 A高峰值输出电流的同相驱动器TC4424A，经实验验证满足快上升沿信号输出要求。

3 测试结果与分析

3.1 触发信号光纤传输转换测试

激光器外触发系统采用光纤传输和收发技术，由于其本身是由绝缘材料制成，所以具有很好的高电压隔离能力，同时还具有很强的抗干扰能力，多路光纤信号传输的同步性也非常好，满足对信号高压隔离和同步性的要求。

图4为激光器外触发单元产生的信号波形图。图4(a)、图4(b)中通道2均显示的是工作频率50Hz的激光器闪灯触发信号（前者是输出个数为50的脉冲序列，后者是单个输出脉冲），它在控制信号产生单元内由PC机编程产生，经脉冲变压器隔离、电/光转换、光纤传输处理输入至触发单元，再经过光/电转换、功率晶体管驱动放大，由高耐压脉冲变压器隔离输出至激光器，其上升时间Tr在200 ns以内，主要是由脉冲变压器的输出上升时间确定。

图4(a)、图4(b)中通道1均为激光器普克尔盒触发信号(显示方式同通道2)，工作频率50 Hz（50/N，N=1)，在控制信号产生单元内信号生成方式同闪灯触发信号，不同的是在触发单元内经过功率MOSFET及高速MOSFET驱动器成形等处理，最终生成实测上升沿小于5 ns的脉冲信号。

实验中测得激光器闪灯触发信号、普克尔盒触发信号脉宽均为160 μs，后者较前者滞后约250 μs，两者均可调，并且普克尔盒触发信号的输出频率也可调，满足激光器的使用要求。

3.2 激光器外触发工作对功率源的影响

低抖动高功率重复频率主开关系统是功率源同步控制系统的研制核心和难点。为了实现脉冲功率源同步系统的低抖动工作，首先对系统工作过程中的抖动来源进行分析。同步系统的工作流程如下：激光器外触发系统产生一个快上升沿的信号送到激光器，激光器产生脉冲激光注入激光开关，激光开关闭合，形成线通过感应叠加模块对二极管放电，产生电子束。在这个过程中，可能产生以下的抖动：

(1)激光器外触发系统电路抖动J1。抖动来源于传输线路及转换线路中的芯片延时不同和芯片本身的抖动，该抖动经实测小于2 ns；

(2)激光器抖动J2。抖动来源于激光器的工作过程，在快前沿信号(tr≤5 ns)触发下激光器抖动小于3 ns。

(3)激光开关抖动J3。抖动来源于激光触发产生等离子体放电的物理过程，设计指标为小于5 ns。

图5为脉冲功率源中4路感应叠加模块合成负载波形，重复频率25 Hz，负载为平面二极管，图中为25个波形的重叠（通道1为二极管电流信号波形，通道2为二极管电压信号波形）。由此证明：采用激光器外触发系统，负载输出波形的一致性较好，重复频率25 Hz工作时开关抖动低，满足设计要求。

3.3 抗干扰考虑

激光器外触发单元是同步运行中的控制环节，是装置能否正常工作的关键。对触发电路的要求是脉冲前沿陡且有足够的幅值与脉宽，稳定性与抗干扰性能好等。而高压发生装置容易产生各种瞬时尖峰信号，即所谓“毛刺”，当其幅值和能量达到一定程度时，极易导致系统不能正常运行。在前期的同步运行试验调试过程中，由于受实验场地条件的限制，激光器电源与脉冲功率源的初级充电电源共地，在功率源运行时，导致激光器外触发系统输出至激光器普克尔盒的触发信号相对于设定时刻提前产生一个尖峰干扰脉冲，从而无法保证同步运行试验的正常进行。对此采取增加电源滤波器、高频电容等方式，以消除电源引入的干扰影响，结果有所改善。下一步工作则是将激光器与其外触发系统共用同一电源，与脉冲功率源的电源彻底分开，保证同步系统的安全工作。

实验结果表明：采用功率MOSFET及其高速驱动器等措施有效，利用光纤收发器件转换传输、高耐压脉冲变压器隔离可行。影响脉冲功率源开关同步输出转换效率的是激光器外触发回路的性能。功率MOSFET开关通断状态可以通过触发脉冲控制，选用高峰值输出电路的MOSFET驱动器，可以将输出脉冲信号上升沿控制在5 ns以下。采用激光器外触发系统，单台脉冲功率源重频开关实现参数：工作电压150 kV，电流30 kA、抖动

≤5 ns、重复频率25 Hz。为进一步开展两台或多台脉冲功率源稳定、可靠地精确同步输出奠定一定的技术基础。

另外，触发控制电路印制电路板中，控制电路极易受到功率回路的干扰，应使MOSFET驱动器和MOSFET的走线长度尽可能短，以此限制电感引起的振荡效应。驱动器输出和MOSFET栅极间的电感，也会影响MOSFET驱动器在瞬态条件下将MOSFET栅极维持在低电平的能力。激光触发实验中存在的问题，如减小波形前沿、增强抗干扰能力等还需要继续深入研究。

参考文献

[1] 刘锡三.高功率脉冲技术[M].北京：国防工业出版社，2005：367-369.

[2] 赵军平，章林文，李劲.基于MOSFET的固体开关技术实验研究[J].强激光与粒子束，2004(11).

[3] Yee H P.An EMI suppression MOSFET driver[A].Proceedings of Applied Power Electronics Conference and Exposition[C].Twelfth Annual，1997：242-248.

[4] SAETHRE R，KIRBIE H，CAPORASO G，et al.Optical control，diagnostic and power supply system for a solid state induction modulator[A].Proceedings of 11th IEEE International Pulsed Power Conference[C].Baltimore Maryland，1997：1397-1402.

氦氖激光器用于工业和科学应用

激光 (laser) 是 "light amplification through stimulated emission of radiation"（通过受激辐射光放大）的缩写。激光束输出的独有特性是：电磁能量和输出波的单色性好、相干性高，并且具有相位、时间和传播方向上的一致。无论激光输出是在光谱的可见光部分还是不可见光部分，都是如此。大多数激光器具有固定的输出波长 (λ)，但有些激光器也可将波长设置为数个离散值之一。

1960 年 5 月，美国加液拦伏利福尼亚州马里布的休斯研究实验室的物理学家 Theodore H. Maiman 演示了世界上第一台激光器。他使用红宝石 (CrAlO3) 和摄影闪光灯作为激光泵源，产生了波长为 694 nm 的红光束。围绕着谁应该享有对激光概念的科学发现权和专利权，三位物理学家之间展开了长达 30 年的专利纠纷。

激光器有三个基本构件：

产生激光的必不可少的条件是，将谐振腔内的大部分电子激发到较高能级，这称为粒子数反转。对电子来说，这是一个不稳定状态。因此，它们在此状态短暂停留后闹携便通过两种方式衰变回原始能态：

这种受激跃迁会以光子的形式释放能量，并且受激发射光子与入射光子具有相同的相位、波长和传播方向。发射光子在光学谐振腔中往返传播，穿过全反射镜和部分反射镜之间的激光材料，这使得光能不断增大，直至累积到足够的能量，就会产生一束激光通过部分反射镜发射出来。

同所有元器件选型一样，没有单个“最佳”的激光器，因为不同应用需要不同的波长、功率水平和其他规格，往往取决于具体情况的物理因素。氦氖激光器通常非常适用于众多工业和测试项目，例如拉曼光谱分析——一种不需要与样品发生直接物理接触的无损光学检测技术。

这种光谱分析可对固体、粉末、液体和气体进行快速准确的化学分析，适用于材料分析、显微术、制药、法医鉴定、食品欺诈识别、化学过程监控和各种国土安全功能。对于这些应用，氦氖激光器有很多具吸引力的特性：稳定的输出波长和功率、λ = 632.8 nm（常常简化为 633 nm）的超级单色红光输出、窄光束、低发散度，以及不随距离和时间而变化的良好输出相干性和稳定性。

氦氖激光器由一根带有向内反射镜的空心玻璃管构成。管内填充 85-90% 的氦气和 10-15% 的氖气（实际激光介质），压力约为 1 Torr （0.02 lb/in2）。玻璃管中还有两面内向的反射镜，分别置于放电管两端，其中一面是高反射性平面镜，另一面则是凹面输出耦合镜，透射率约为 1%（图 1）。

在泵浦过程中，对混合气体施加高压脉冲（约为 1000 V 至 1500 V DC，10 至 20 mA）进行放电。实际的激光来自 Ne 原子电子层能级之间的载流子退激发（例如从 3s 跃迁到 2p）。从 3s 跃迁到 2p 会产生 632.8 nm 的主输出。此外，还会发生其他能级跃迁，从而产生 543 nm、594 nm、612 nm 和 1523 nm 的输出，但 632.8 nm 输出最为有用。

在激光器发展的早期，激光单元和电源常常是手工制作。而现在，激光器已是可立即获得的现成元器件，特别是氦氖气体激光器等广泛使用的产品。而且，这类器件的额定功率范围很广，Excelitas Technologies 的 REO 系列中的两款激光器就是例证。

第一个例子是 31007 型，它属于该系列功率范围的低端，能够提供 0.8 mW 功率（最小值），光束直径为 0.57 mm，光束发散度为 1.41 mrad（图 2）。这款激光管工作期间需要施加 1500 V/5.25 mA，长衡芦约为 178 mm，直径约为 44.5 mm，美国医疗器械和放射 健康 中心 (CDRH)/CE 安全等级为 IIIa/3R。

30995 型位于 REO 系列功率范围的较高端，它是一款 17 mW（典型值）、25 mW（最大值）激光器，需要施加 3500 V/7 mA。激光管长约为 660 mm，光束宽度为 0.92 mm，发散度为 0.82 mrad。这款激光器具有更严格的 IIIb/3B CDRH/CE 安全等级。

选择可以胜任工作的最低功率激光器有很多原因。功率越低，意味着安全隐患越小、法规要求越低，而且激光管尺寸更小、成本更低、电源更小。

电源对于激光器件的性能至关重要。对于氦氖激光器，激光管首先需要施加大约 10 kV DC（击穿电压）来启动激发过程。此外，还需要 1 至 3 kV DC 的稳态维持电压，以及低于 10 mA 的电流。尽管功率水平不算高（仅为 20 至 30 W），但很少有工程师有条件、受过培训或有时间为该电压设计合适的电源，尤其是考虑到安全和法规要求以及对爬电距离和电气间隙等因素的认证，另外还需考虑基本的电气和电磁 (EMI) 性能。

为什么启动电压比维持电压高？氦氖激光器是一种“负阻”元件，随着电流的增大，激光管两端的电压会降低。简单的霓虹灯灯泡也会出现同样的问题，例如享有盛名但现在已经过时的 NE-2“辉光管”灯泡。它的击穿或“起弧”电压约为 90 V（AC 或 DC），此后工作电压降至约 60 V。过去，为了提供较高启动电压，然后提供较低工作电压，设计人员采用的一种办法是使用约 220 kΩ 的串联镇流电阻器（图 3）。

但是，这种简单的解决方案不适用于商业应用中的氦氖激光管。首先是安全和法规要求。其次，电源必须与激光管正确匹配以获得最佳性能，而且启动电压必须保持在公差范围内。再次，电源输出电压和电流的稳定性对于维持激光器的稳定性至关重要。

出于这些原因，Excelitas Technologies 为较低功率氦氖激光器提供了满足技术和法规要求的即插即用型电源。例如，39783 电源采用 100 至 130 V AC 和 200 至 260 V AC（50 至 400 Hz）供电，提供 1500 至 2400 V 电压，启动电压高于 10 kV DC，工作电流为 5.25 mA（图 4）。严格的电流调节对于稳定的氦氖激光管性能很重要，因此 39783 将其保持在 0.05 mA。这款电源的基底面不大，只有 241 x 133 mm，高度为 54 mm。它还带有实体钥匙锁以确保安全性。

针对较大的氦氖激光管，Excelitas 推出了封装尺寸相同的 39786 电源。该电源提供 3200 至 3800 V 的更高输出，启动电压可达 12.5 kV 以上，提供高达 7.0 mA 的直流电流。

激光电源全电压和半电压的区别

激光电源就是给激光器供电的电源箱，控制进入激光器的的电流，用于点亮激光器的泵浦模块，使激光器发光。电源箱的电流输出是根据泵浦模块的要求设计，不同的激光器电源箱会有差异，比如焊接用的和打标用的是不同的。

什么是激光电源

激光电源工作原理

1)主电路工作原理

主电路由工频逆变电路由由工频 220V 供电,整流为 310V 直流,中间设有软启动电路和滤波环节,谐振电感,谐振电容和 IGBT 逆变开关组成半橡运桥电路,逆变频率为 22kHz,逆变后,通过高频变压器进行升压,与电网隔离之后进行高频整流,再给储能电容器充电 . 储能电容器放电前,由触发电路产生的高压将负载氙灯击穿电离,预燃电路给负载氙灯提供稳定的预燃电流,使负载氙灯处于放电前的准备状态 . 充好电的储能电容器经放电开关和成形电感给负载氙灯放电,从而实现对激光器的泵浦。

2)控制电路工作原理

激光电源的控制部分主要有信号源,信号处梁碧梁理及整形,延时调节,脉冲功率放大,储能电压控制以及隔离等电路组成 . 激光电源采用谐振开关技术的主电路结构,可以实现电流过零时刻的关断,能够有效地减少开关损耗,从而提高了转换效率 . 根据主电路的组成,控制电路主要完成充电控制,放电控制,充放电间的时间连锁,调 Q 延时控制等功能 . 在主电路与控制电路的接口增加隔离措施,以防止主电路对控制电路的干扰而造成控制电路失控现象的发生。

激光电源作用

激光电源前端连接外部电源，后端连接激光器光学配件及激光器控制，起到的作用就是将外部电源转换成激光器可用的稳定可控的直流电源。这篇文章就介绍一下激光电源的主要结构，这些结构之间是如何协调工作，输出稳定可控直流电流的。全波整流，就是对交流电的正、负半周电流都加以利用，输出的脉动电流，是将交流电的负半周也变成正半周，即将50Hz的交流电流，变成100Hz的脉动电流。半波整流，就是在交流电的半个周期有电流输出，另半个周期没有电流。50Hz的交流电经半波整流以后，输出的是50Hz的脉动电流。

自从激光被发明以后，各种的应用随即发展起来，但真正能应用在消费性电子产品是在半导体激光(或称激光二极体,LaserDiodeLD)发明之后，特别是在1977年发明的面射型激光(VCSEL)，因为半导体激光具有轻巧、电光转换效益高、低消耗功率、寿命长、及易由电流来控制其光输出功率、且调制频率可达10GHz以上等特性。这些特性使它可广泛应用于资讯处理、光纤通讯、家电用品等民生消费电子产品上，未来半导体激光将带动另一波的光电消费性电子产业。

半导体激光管LD的电源设计

半导体激光管(LD)和普通二极管采用不同工艺，但电压和电流特性基本相同。在工作点时，小电压变化会导致激光管电流变化较大。此外电流纹波过大也会使得激光器输出不稳定。二极管激光器对它的驱动电源有十分严格的要求;输出的直流电流要高、电流稳定及低纹波系数、高功率因数等。随着激光器的输出功率不断加大，需要高性能大电流的稳流电源来驱动。为了保证半导体激光器正常工作，需要对其驱动电源进行合理设计。并且随着高频、低开关阻抗的MOSFET技术的发展，采用以MOSFET为核心的开关电源出慧手现，开关电源在输出大电流时，纹波过大的问题得到了解决。

半导体激光器的开关电源纹波抑制研究

该电源输出电流为10A，输出电压为12V，主要用于驱动半导体激光器。为减小输出电流纹波，提高激光功率稳定性，研究分析了几种抑制纹波的方法，包括滤波法，多路叠加法等。该电源的设计采用主、副电源的思路，从主电源采集纹波信号反馈给副电源的控制端，从而使主副电源输出叠加后保持较小的输出纹波。通过实验验证该方法可以使纹波系数保持在1%，使得性能有所提高。

近年来，开关电源以其体积小，重量轻，效率高等优点，在工程领域、医疗机构、科学研究等方面有着越来越广泛的应用。本文着重解决一款能输出10A电流12V电压的特殊恒流源的纹波抑制问题，专门用于大功率的半导体激光器驱动。该激光器需求高稳定的光功率输出，激光器输出光功率的稳定性是一个主要参数，半导体激光器的光功率稳定性主要表现在输入电流的稳定性，输入电流的纹波越小光功率稳定性越好。目前，解决开关电源纹波的方法有若干种，各有其优缺点，由于输出电流是10A的大电流，一般的方法不能适用。本文通过对比滤波法提出双路并联法，旨在大电流情况下进一步减小电流输出纹波。

通常开关电源把电网提供的交流电经过整流滤波转变为直流电，开关管的高速开通和关断，就会引起输出电压的波动，在输出回路中的快恢复二极管和电感也会引起输出电压的波动。这些高频低频的波动总和就形成了输出的纹波，包括电压纹波和电流纹波。

开关电源中纹波的来源有很多原因，其中MOS管开通关断所产生的纹波是主要原因之一。当开关管开通关断时都会有一个上升时间和下降时间，这时就会在电路中引起一个同频率的噪声。输出回路上的电感也会随着充电放电产生一个噪声，同时也会有漏感产生。在导线与导线之间，元器件的引脚之间还会存在各种寄生电感也是产生波纹的一个原因。

【求助】激光原理看哪本好

gitan(站内联系TA)Orazio Svelto 的 Principles of Lasers，非常经典

Orazio Svelto 的 Principles of Lasers，非常经典

或者Siegman 的 LASERS Principles of Lasers可惜那个中文版真没卖的，英文看着麻烦，当年老师就是讲的这本，可惜我学的马马核型虎虎charming1982(站内联系TA)建议两本结合起来看逐梦天涯(站内联系TA)哪本都无所谓，选定一本好好看就可以了，如果想深入研究呢就把推导什么的好好看看，如果只是想系统的知道激光是怎么回事就把各种条件啊，还有公式结论记好就可以了。我看了几本激光原理的书，其实写的都差不多。看完这个还想近一步了解的话，建议看国防工业处的激光器件原理与设计（李适民），就会跟你讲具体的东西了，包括激光的一整套东西，从电源到冷却系统酷家(站内联系TA)都买来！择优，相互补充yuhuaqing(站内联系TA)国外的 LASERS Siegman

纪念 激光原理 沈柯著 相当深刻的一本书 绝对写得很到位的一本书，尤其是物理思想写的比其他几个搞工科的清楚些，如果要看国外的建议看看兰姆写的一本亏氏袭激光原理书籍，尤其是库思想写的很好dulituan08(站内联系TA)学习一下jt120lz(站内联系TA)C. C. Davis 的Laser and Electro-Optics不错凌风2202(站内联系TA)西北大学出版社出版的激光原理还是很有水准的，相比周炳坤的详细。而且很销兄多是西大物理系总结的结果，应该说很经典。推荐看看！！

关键词：器件电源 激光电容 激光器件电源设计 电容的 电容