经由过程遵照节制二极管激光器特征的几个简朴法则，驱动二极管激光器的历程就变患上再也不那末神秘了。于阈值电流如下，二极管激光器仅经由过程自觉辐射发出 LED 光。而于阈值电流和以上时，它最先孕育发生激光光，且跟着二极督工作电流的增长，光输出功率会急剧上升。于最年夜功率规模内，光输出功率与二极管电流之间的瓜葛是线性的，这一瓜葛被称为差分效率（图 1）。

图一、二极管激光器的输出功率是事情电流的函数。Pout =输出功率；I =电流；Th =阈值；T =温度；J =结（激光芯片中激光辐射起源之处）；Iop =驱动二极管激光器的事情电流

于处置惩罚二极管激光器时，一个经常被轻忽的因素是温度对于光输出功率与事情电流之间瓜葛的影响。跟着温度的升高，阈值电流会增长，而光输出功率会提高，而差效率则会降低。是以，驱动电路应具有一种安全功效，以确保温度的显著升高不会毁坏激光器。

电源选择

任何用在二极管激光器的驱动电路都应配备一个颠末优良滤波的电源，该电源应尽可能高效地阻断感性负载及其他滋扰源。利用电池供电可以解决这个问题，但于很多工业运用中这并不是可行方案。只管即便缩短二极管激光器与驱动电路之间的毗连凡是有助在削减滋扰。

集成驱动电路具有多种功效及安全保障办法，而且所需附加组件较少。一个简朴的电阻调治器凡是可以或许设定事情点。主要的是，二极管激光器于主动电流节制或者主动功率节制运行模式下，始终需要有不变的驱动电路。尺度试验室电源不适在直接驱动它们。

二极管激光器的波长会随温度变化而变化。对于在典型的砷化镓铝二极管而言，其变化幅度约为 0.25 纳米/摄氏度，这类变化会逐渐举行，同时还有会伴有忽然的阶梯式跃变（模式跳跃）。

于主动电流节制操作中，切确的温度节制能为光输出功率带来最好的不变性。因为二极管存于温度依靠性，是以必需对于温度举行调治，以连结其恒定，并避免其跨越临界值。

于工业运用中，例如光障及间隔丈量传感器这种情况温度会变化的装备中，主动功率节制体系凡是具备操作简洁的特色。传统的主动功率节制驱动电路还有具有软启动电路、滤波尖峰、过压以和其他瞬态征象。

恒定功率

功率调治器可以或许包管输出功率的恒定。然而，假如温度没法获得有用节制，波长就会发生变化，模式也会发生跳跃。纵然于这类环境不会造成问题的运用中，也该当有充足的散热能力。假如没有散热办法，因为自身发烧等缘故原由致使的温度上升将会降低效率。调治器电路经由过程不停增长激光电流来赔偿这一问题，以试图连结输出功率的恒定。假如没有电流限定器或者安全停电机路，二极管可能会受损甚至被损坏。

主动功率节制经由过程将一个监测二极管集成到激光封装中来实现反馈。带有集成监测二极管的激光器有三种配置，它们的大众端都毗连到外壳上，而外壳凡是会与地电毗连。集成监测二极管的输出不合用在校准。于给定的输出功率下，差别激光器的监测电流可能会相差 10 倍。

图 二、三种可用的二极管激光器配置（P 型、N 型及 M 型）需要差别的驱动道理。MD = 监测二极管；LD = 激光二极管

于选择驱动电路时，必需思量其配置，由于每一种类型都需要差别的驱动道理（图 2）。N 型二极管需要来自大电源电压的输出驱动器以和负参考的监测电流输入。P 型二极管需要来自正电源电压的输出驱动器，而且监测输入毗连到正端。M 型二极管必需具备双电源，其驱动输出来自正端，监测电流输入采用负参考。这三种变体中的每一一种都需要其自身的优化驱动配置。一些驱动器件包罗毗连两种甚至全数三种变体的接口。然而，独一的限定是，激光二极管封装其实不老是可以或许毗连到地端，就像图中所示的那样。

冷却

于年夜大都运用中，特别是于持续波运行的环境下，散热器是必不成少的，其作用是避免芯片温渡过度升高，从而防止对于二极管激光器造成毁坏或者粉碎。较低的运行温度凡是会延伸其利用寿命。据统计，运行温度每一降低 10 C，其利用寿命就会翻倍。

纵然激光是由适合的集成驱动器驱动的，该装配的组装历程仍需极为小心。假如驱动装配没有安全停电机路或者电流限定器，那末于监控路径呈现断路时，就可能会因过电流而造成毁坏。切勿经由过程开关或者继电器来断开驱动器及二极管激光器的毗连。各类驱动装配都有各自用在实现无尖峰电源启动及住手以和激光二极管脉冲的功效。

为了确保最长的利用寿命及不变的运行，需要配备一个联合温度调治器的主动电流节制电路，或者者一个主动功率节制单位。纵然是电流凌驾阈值的极小幅度变化，也会致使输出功率显著增长以和光学输出功率临界值的迅速凌驾。于主动电流及功率节制体系中，采纳有用的冷却办法对于在不变运行及延伸激光二极管的利用寿命至关主要。

转自：光子位

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