仪器用的高稳定半导体激光电源
半导体激光器具有体积小、重量轻、耗电省等等突出优点,但它很容易损坏,并且激光输出功率随温度变化相当严重,故在我国的常规仪器设备上应用尚少。本文介绍的半导体激光电源解决了半导体激光管的安全使用问题,并且使激光功率在很大的温度范甲内能稳定在士1%以下,已成功地在本公司大批生产的激光血细胞计数仪中使用多年。
一、半导体激光二极管特性及对电源的实用要求
(一)半导体激光二极管的功率与温度关系
图1所示是一种典型的半导体激光二极管在不同温度下的激光输出功率p。与正向工作电流几的关系曲线图。从图1可以看出:①在同一温度条件下当I,小于某一个值时,P。约为零,而当z,超过该值时,尸。随与之增长呈直线上升关系。这个电流值称之为半导体激光二极管的闹值。②阐值电流随温度升高而升高,于是整个激光管的特性曲线基本上随温度的变化而平行移动。⑧如果激光管在恒定的电流下工作,当环境温度发生变化时,激光输出功率的变化将是很大的。这一特性使半导体激光器在通用仪器设备上的应用造成了很大的麻烦,因为,通用产品中的激光器必须做到在一年四季的室内常温下能保证激光功率高度稳定。
(二)半导体激光管的浪涌击穿
半导体激光二极管在电路装配过程中或工作过程中都极易受电压、电流或静电荷的浪涌冲击而损坏。俱如:工作着的激光器,有时会仅仅由于接在同一电网土的日光灯的关闭或开启而损坏—电网千扰;尚未接入电路的激光管,常会仅仅由于手的触摸而损坏—静电感应;而在焊接过程中的激光器,极易因先烙铁与电网的连通而损坏—320V交变感应而引起的浪涌击穿……。
那些靠不够完善的激光电源工作的半导体激光设备,通常每当有人将电源随便关闭(或开启)就会导致激光管损坏,以致这些激光设备不得不严格规定:每次关机时,必须先调整电位器将激光管的电流降低为零,然后才能切断电源开关;而每次启动设备时,又必{须在接通电源开关之后再慢慢地将工作电流调到需要值,即使是采伟直流电池作能源时也如此—因为半导体激光管不能承受电流突变的浪涌冲击。
那些损坏了的半导体激光管如果用万用表来测量其正反向电阻,多数同普通二极管一样仍是正常的,但它发出的激光功率大大地减弱或消失了,这是因为遭浪涌击伤的激光管大多数只是激光管的发光端面激活层中央部分的光学性损伤。
要做好采用半导体激光器的产品,必须设法使激光器能经受各种类型的浪涌冲击而安全地工作,其中首先应做到的是能任意开和关。
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