Устройство питания полупроводникового лазера Советский патент 1992 года по МПК H01S3/133 H03K3/53 

1

(21)4801426/21 (22)26.12.89 (46)23.09.92. Бюл. №35

(71)Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования

(72)Н.Г.Устинов и В.Е.Иванов

(56) 1. Горошков Б.Н. Радиоэлектронные устройства. - М.: 1984, стр. 374, рис.16.

2. Заявка Японии № 61-255082, кл. Н01 S 1/133, 12.11.86.

(54) УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для питания полупроводникового лазера. Устройство построено на основе усилителя (1) мощности, полупроводникового лазера (2), фотодиода (3), узла 4 защиты, порогового1 элемента (12), двух RC-цепей (9 и 10) и трех источников (5, 7 и 11) опорного напряжения. 1 ил.

х|

о Јь

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, в частности, для питания полупроводникового лазера.

Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе за счет обеспечения подачи тока накачки на лазерный диод после окончания переходных процессов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство питания полупроводникового лазера содержит усилитель 1 мощности, выход которого подключен к полупроводниковому лазеру 2, оптический выход которого связан с оптическим входом фотодиода 3, который подключен к первому входу узла защиты 4, второй вход которого соединен с выходом первого источника 5 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 6, первый вход которого соединен с управляющим входом узла защиты, второй вход- с выходом второго источника 7 опорного напряжения, шину 8 питания, первую и вторую RC-цепи 9 и 10, третий источник 11 опорного напряжения, пороговый элемент 12с коммутирующим выходом, который подключен между шиной 8 питания дифференциального усилителя 6, первый вход порогового элемента 12 соединен с выходом третьего источника 11 опорного напряжения, второй вход соединен с выходом первой RC-цепи 9 и выходом узла защиты 4, вход первой RC-цепи 9 соединен с шиной питания, вход второй RC-цепи 10 соединен с выходом дифференциального усилителя 6, а выход - с входом усилителя 1 мощности.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на шину 8 питания дифференциальный 1 усилитель отключен на его выходе напряжение равно нулю и выходной ток усилителя 1 мощности отсутствует. Ток через лазерный 2 диод не протекает и, следовательно, отсутствует излучение. Потенциал анода 3 фотодиода, оптически связанного с лазерным 2 диодом, максимален, что приводит к отключению узла 4 защиты, т.е. его выходное сопротивление очень высоко. Конденсатор RC-цепи 9 заряжается через резистор до порога срабатывания порогового элемента 12, с коммутирующего вывода которого подается напряжение питания на дифференциальный усилитель 6, после подключения дифференциального усилителя 6 его выходное напряжение через RC-цепь 10 поступает на вход усилителя 1 мощности. Наличие RC-цепи 10, состоящей из резистора и конденсатора, обеспечивает плавное увеличение

тока накачки лазера, что необходимо по условиям эксплуатации лазерного 2 диода.

При прохождении тока накачки часть излучения лазерного 2 диода поступает на

5 оптически связанный с ним фотодиод 3, с анода которого напряжение поступает на дифференциальный усилитель 6. Источником 7 устанавливается требуемый уровень мощности лазера 2 с выхода дифференци0 ального 6 усилителя, через интегрирующую RC-цепь 10 сигнал поступает на вход усилителя 1 мощности, который обеспечивает требуемый ток накачки лазерного 2 диода. Лазерный 2 диод с оптически связан5 ным фотодиодом 3 вынесены на расстояние 2-3 м от схемы возбуждения и находятся непосредственно на охвате манипулятора. Внешние возмущения могут увеличить ток лазерного 2 диода и соответственно ток фо0 тодиода 3. В результате происходит изменение потенциала на входе устройства 4 защиты относительно уровня источника 5, при помощи которого выставляется максимальная мощность излучения лазеного 2 ди5 ода. При срабатывании узла 4 защиты, выход которого закорачивает (шунтирует) конденсатор RC-цепи 9, что в свою очередь приводит к срабатыванию порогового 12 элемента, коммутационный выход которого

0 отключает напряжение питания дифференциального 6 усилителя. На входе усилителя 1 мощности управляющее напряжение плавно уменьшается из-за наличия RC-цепи 10, что приводит к плавному уменьшению

5 тока накачки лазерного диода 2 и тока фотодиода 3 и соответственно к отключению узла 4 защиты. Конденсатор RC-цепи 9 деблокируется и начинается новый цикл работы (заряд). Время включения порого0 вого элемента 12 устанавливается источником 11.

Формула изобретения Устройство питания полупроводниково5 го лазера, содержащее усилитель мощности, выход которого подключен к полупроводниковому лазеру, оптический выход которого связан с оптическим входом фотодиода, который подключен к первому

0 входу узла защиты, второй вход которого соединен с выходом первого источника опорного напряжения, дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с управляющим входом узла защиты, второй

55 вход - с выходом второго источника опорного напряжения, шину питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены первая и вторая RC-цепи, третий источник опорного напряжения, пороговый

5 17641166

элемент с коммутирующим выходом, кото-нен с выходом первой RC-цепи и выходом

рый подключен между шиной питания и вхо-узла защиты, вход первой RC-цепи соедидом питания дифференциальногонен с шиной питания, вход второй RC-цепи

усилителя, первый вход порогового элемен-соединен с выходом дифференциального

та соединен с выходом третьего источника5 усилителя, а выход - с входом усилителя

опорного напряжения, второй вход соеди-мощности.