激光二极管发射的精密控制方法步进驱动器

激光二极管发射的精密控制方法

激光二极管发射的精密控制方法 2011： 摘要：如果要始终保持出厂时设置的发射能量，就需要一个控制电路来监控发射，并控制供应至光发射器的电流，以保持输出恒定。这样的配置可应用于光度测定中，以获得精确的亮度；亦可用在控制应用中，以进行伺服装置的精确光学定位；还可用在测试设备中，用于光学参考。在许多利用光来控制一个过程的应用中，保持恒定的亮度是很重要的。在一些系统中，使用一个简单的 LED 或激光二极管来产生光源，以提供照明，但是，即使进行了初始校准，光源仍会随着时间而退化。随着 LED 老化，其“电流对光”发射比率会降低，亮度也会下降。如果要始终保持出厂时设置的发射能量，就需要一个控制电路来监控发射，并控制供应至光发射器的电流，以保持输出恒定。这样的配置可应用于光度测定中，以获得精确的亮度；亦可用在控制应用中，以进行伺服装置的精确光学定位；还可用在测试设备中，用于光学参考。图 1 是此类系统的一个框图。

图1常规系统示意图

光电二极管 101硅光电二极管的构造方式与 PN 结二极管的构造方式相似，不过 P 层很薄。P 层的厚度是根据待检测光波长来调节的。光电二极管也具有电容，这同非光电二极管一样，该电容与光电二极管上施加的反向偏置电压成正比。典型值的变化范围为 2-20 pF。 光电二极管具有两个端子--阴极与阳极。光电二极管可用于正向模式(电流从阳极流向阴极)或反向模式(电流从阴极流向阳极)。当在反向模式中使用光电二极管时(阳极为负)，与既定频率的照度成高度线性关系，这是一个好处。因为当成线性关系时，构建控制电路会容易很多。原型设计獠淮嬖谑保�诠獾缍™极管中只有漏电流(也称为“暗电流”)，同时放大器会变成过载。该状况从初始状态为饱和的晶体管底部抽取由电阻器限制的电流。一旦电流开始流经晶体管，LED 或激光二极管将开始发光。光电二极管将一部分光转换成电流，这部分电流流经 RG。随着电流增加，RG 上形成的电压降也随之增加。当该电压接近 VBIAS(在图 2 中为地)时，环路将关闭并对晶体管维持正确的驱动，以维持 LED 中的电流，从而保持一个恒定的亮度级(或光电二极管中的电流)。这就形成电路直流分析的基础。

图2 原型控制电路

结语如果拥有如上所示的简单运算放大器，为许多不同应用设备创造一个精确的亮度就变得容易了。即使当光发射器老化时，控制环路通过调节 LED 中的电流，也能维持一个恒定的亮度。(end)

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