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高重复频率、窄脉宽激光脉冲驱动模块

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:目标的识别能力、定距精度、抗干扰和系统功耗等,都取决于半导体激光器发射的激光脉冲质量,因此半导体激光器的电驱动信号的质量对于整个系统至关重要。而半导体激光器发射的光脉冲是由激光驱动电路产生的电脉冲直接调制得到的,即激光脉冲质量好坏的决定因素在于激光驱动电路。图7.35给出了脉冲半导体激光器驱动电路的一般形式和相应的等效电路。图7.36激光驱动模块图7.37修正后驱动电路的脉冲测试信号

高重复频率、窄脉宽激光脉冲驱动模块

目标的识别能力、定距精度、抗干扰和系统功耗等,都取决于半导体激光器发射的激光脉冲质量,因此半导体激光器的电驱动信号的质量对于整个系统至关重要。而半导体激光器发射的光脉冲是由激光驱动电路产生的电脉冲直接调制得到的,即激光脉冲质量好坏的决定因素在于激光驱动电路。因此,激光脉冲驱动电路的设计是激光探测和目标识别中的一项极其关键的技术,尤其对于破甲弹激光定距引信技术。

图7.35给出了脉冲半导体激光器驱动电路的一般形式和相应的等效电路。其中,L为寄生电感(由于电路中有放电电容、开关元件、激光器,所以放电回路内部有寄生电感);C为储能电容;R为电路的总电阻,包括激光器等效电阻、开关元件电阻和电路串联电阻。为了减小体积储能元件,一般选为电容,放电开关元件考虑到放电的速度,一般可选用可控硅晶体管、功率MOSFET管、雪崩晶体管等,某型破甲弹灵巧引信采用晶体管来驱动功率MOSFET管作为开关元件。

图7.35 脉冲半导体激光器驱动电路的一般形式和相应的等效电路

(a)脉冲半导体激光器驱动电路的一般形式;(b)图(a)对应的等效电路(www.xing528.com)

在实际的驱动电路中,为了得到更优的激光脉冲,按照设计需求最佳参数,调试好激光发射模块的发射频率为30 kHz,来测试实际电路的驱动信号。通过多次分析激光驱动电路的充电回路和放电回路动态特性,并详细地计算和多次地测量充放电时间,对激光驱动电路进行了仿真与设计修正,从而得到了性能优良的脉冲激光驱动电路。图7.36所示为激光驱动模块,图7.37所示为修正后驱动电路的脉冲测试信号,该脉冲信号的上升沿为4 ns,脉冲宽度为6 ns。

图7.36 激光驱动模块

图7.37 修正后驱动电路的脉冲测试信号

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