激光二极管驱动器

激光二极管驱动器是什么？

激光二极管驱动器（LDD）是一种驱动电路/设备，用于为 激光二极管提供适合的恒定电流输入并进行控制。理想情况下，电流输入应为线性、无噪声且准确。该设备旨在提供激光所需的确切电流，以确保其输出适合预期应用。

激光二极管有广泛的应用，包括光谱学、遥感、医学诊断、颗粒大小与计数、材料处理等。这些应用要求激光二极管具备某些性能阈值。通过对系统的合理设计，包括激光二极管，可以确保它们满足这些阈值。输入到二极管的电流质量是确保激光二极管性能更佳的因素之一。激光二极管驱动器可以确保电流输入的稳定性。这样的系统将具备低噪声、高波长与功率稳定性、激光二极管安全性以及更安全的用户操作。

LDD可以在恒定电流或恒定功率模式下工作。在恒定电流模式下，用户可以为LDD设置一个工作电流值。反馈从驱动器的输出电流中获取，并与设定的工作电流值进行比较，以找到误差。之后，LDD会调整输出电流以最小化此误差，从而确保恒定电流操作。同样，在恒定功率模式下，LDD保持激光二极管的光功率恒定。

激光二极管安全性

确保激光二极管的安全性是LDD非常重要的功能。其安全特性包括最大电流限制、时间延迟、互锁、慢启动和欠压保护。

允许过多电流通过激光二极管会损坏它。为此，用户可以设置最大工作电流限制。一般来说，LDD会选择在达到此限制时将电流限制在最大水平或关闭电源，这取决于设计。

在使用激光时，用户安全同样重要。为此，LDD在电力施加到系统和激光操作开始之间提供时间延迟。此外，使用保护性互锁包装，移除后会切断激光二极管的电源。

LDD具有慢启动功能，以确保二极管不会因系统的突然启动而受到热冲击损坏。此外，在直流供电情况下，输入电流的降低可能会影响驱动器的性能。因此，LDD具备欠压保护功能，会关闭输出。

温度控制

设备温度的变化会导致激光二极管和LDD中的注入电流增加，类似于其他半导体设备。这会导致由于温度依赖的带隙能量变化而产生的不稳定性或输出波长和功率的偏移。虽然这种偏移可能不大，但在非常敏感的应用中会影响结果。因此，适当控制工作温度对激光二极管至关重要，可以通过LDD实现。

激光二极管调制

除了提供任意恒定电流输出外，LDD还可以提供调制电流输出，从而实现调制脉冲激光输出。这是通过开启和关闭LDD的恒定电流输出来实现的。

LDD的调制脉冲操作不同于激光的普通脉冲操作。脉冲激光的峰值功率可以达到比基于LDD的调制光输出更高的值。这是因为脉冲激光的激光脉冲中包含了一段时间的光功率。而对于调制脉冲，光功率输出仅为激光开启期间生成的功率，其瞬时功率不超过最大功率限制。此外，调制脉冲只能达到微秒级，而脉冲激光则可以实现飞秒级操作。