Page 36 - LFWC_MarApr_2019_eMag

Technologies Center 技术中心

驱动电路

半导体激光二极管 APC 驱动电路解析

文／沈宇峰，于凯，严圣杰；无锡斯博睿科技有限公司

小 功率半导体激光二极管的应用越来越广泛。然 下降，如果不对此进行控制，产
品工作就不稳定。
而，用户在使用该产品时，由于对这类产品的
了解不够深入，因此在使用过程中难免会遇到 为了让激光二极管稳定工作
种种问题。其中最为常见的问题是，很多用户不明白激光 在某个理想的功率范围，通常在
二极管的驱动电路是如何工作的，从而大大影响了使用的 半导体激光二极管内部增加光敏
顺畅性。本文针对目前市场上最常用的激光二极管恒功率 二极管（PD），通过监测 PD 的工
驱动电路（APC）给出了定性解析。 作电流 Im 来了解 LD 的工作情况 图2
（见图 2）。
实际应用 LD 的时候，通常使用一个恒功率控制电路
（APC）让激光管内部的 PD 能够对 LD 的工作起负反馈作
用。图３是在应用 LD 的时候，一个消费电子类产品常用
的恒功率驱动参考电路（APC）。此电路的参数以 QSI 品
牌的 650nm ／ 10mW LD 为例。
图1：半导体激光二极管（LD）的基本结构。 （1）调节电阻 Rv 引起的功率变化
图 1 给出了半导体激光二极管（LD）的基本结构。 ① Rv ↑→ IRv ↑→ Ib（Q1）↑→ IC（Q1）[Ib
垂直于 PN 结面的一对平行平面，构成法布里 - 珀罗谐振 （Q2）] ↑→ Ic（Q2）[ILD] ↑→ PLD ↑
腔，它们可以是半导体晶体的解理面，也可以是经过抛光 ② Rv ↑→ IRv ↓→ Ib（Q1）↓→ IC（Q1）[Ib
的平面。其余两个侧面则相对粗糙，用以消除主方向外其 （Q2）] ↓→ Ic（Q2）[ILD] ↓→ PLD ↓
他方向的激光作用。 通过以上调节，可以将 LD 调整到设计的功率输出。
工作原理 ：激励方式，利用半导体 下转第44页
物质（即电子）在能带间跃迁发光，用
半导体晶体的解理面形成两个平行反射
镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振
荡、反馈、产生光的辐射放大，最终输
出激光。
由此可见，激光二极管是由于受激
辐射才能发出波长单一的激光，与此同
时也会产生热量 ；随着 LD 通电开始正
常发光，LD 本身的温度也会随之增加。
由于 LD 本身的材料特性，当温度升高
时半导体激光二极管的发光效率会随之
下降，这样会导致激光二级管的光功率 图3：常用的恒功率驱动参考电路（APC）。

34 Mar/ Apr 2019 www.laserfocusworld.com.cn Laser Focus World China 激光世界