ファイバーレーザーポンプソース駆動回路を設計する方法は？

ファイバーレーザーの全体的な構造は非常にコンパクトで、全体の体積は小さく、作業は安定していて信頼性が高く、統合が容易です。現在の固体レーザー技術の実用化に最適です。 内部構造では、ポンプソース駆動回路が大部分を占めており、粒子ビームに到達し、ファイバーレーザーの反転のための外部エネルギーを提供するためのレーザー作動媒体として使用されます。したがって、そのファイバー透過近赤外波は比較的長く、ピークパワーが比較的長いです。高い、熱光学歪みは非常に小さく、耐用年数は長く、良好なビーム品質を備えています。

ファイバーレーザーは、外部励起またはポンピングの作用下で物質が粒子ビーム反転状態にあることを保証することしかできないため、ポンプソース回路は重要です。したがって、ポンプソース駆動回路の出力安定性は、ファイバーレーザー。セックス。ポンプ源には、主にAPC回路、サーミスタ、光検出器、半導体クーラー、ATC回路、レーザーなどが含まれ、電力を制御します。その中でもAPC回路が最も重要であり、主にダイオードLDの出力光パワーの高い安定性を確保する役割を担っています。同時に、熱が不足していたり、時間内に放散できない場合でも、効果的に使用できます。ダイオードのLD温度を上げ、レーザー性能を安定させます。

ファイバーレーザーの全体構造と組み合わせて、ポンプ源駆動回路の定電流回路を解析します。定電流回路自体は、トランジスタQ2と高周波パワーアンプQ3で構成されており、複合管構造であり、電流増幅に使用できます。共有側の負荷がフィードバックネットワークに負荷されるのを効果的に防ぐことができます。主にダイオードLDを直列に使用してQ3部分を調整し、ダイオードLDの駆動電流を効果的に制御します。

2.ポンプソース駆動回路の設計と応用

ポンプソース駆動回路には、定電流回路と保護回路があり、主にこれら2つの回路を中心に設計されています。

（1）定電流回路の設計と応用

ファイバーレーザーの半導体レーザー部分を最初に分析する必要があります。電流要件は非常に高く、範囲を超える順方向電流に耐えることは避けなければなりません。そうしないと、ポンプソース駆動回路または機能に損傷を与える可能性があります。失敗。設計する前に、定電流駆動モードは低ノイズである必要があることを明確にし、リップルが比較的小さい定電流回路を設計し、回路電源のAC / DCが安定した後に通常どおり電圧を出力する必要があります。

出力電流Ioutが入力電圧Vinと線形になるように、理想的な状態で定電流回路を設計および分析する必要があります。同時に、Q2の増幅率をβ2に、Q3の増幅率をに設定します。 β3。キルヒホフの電流と電圧の法則に従って、回路のDC特性を分析し、回路のDC特性方程式を次のように確立します。





以上の式により、ポンプソース駆動回路の電流と部品の特性は安定して比例しており、入力電圧の安定性とも密接な関係があることが証明できます。

（2）保護回路の設計と応用

ポンプソースの駆動回路では、半導体レーザーを特別に設計して、設計のプロセスと材料の制限を明確にし、設計変換プロセス中のコンポーネントへの損傷を回避する必要があります。分析によると、最初にポンプソース駆動回路の駆動力がダイオードLDの安全な動作の要件を満たしていることを確認し、PN接合である半導体レーザーのコアを特定して、逆過電圧および破壊損傷が発生し、ダイオードLDに接続されていることを確認します。シャントし、逆サージによって生成される電流を合理的に回避して、レーザーを直接破壊し、サージの影響を排除します。レーザーの順方向電流が許容最大電流値を超える場合は、リレー部品を保護するために、性能への影響を詳細に分析する必要があります。必要に応じて、過電流および過電圧の予約を実装して過電圧保護回路システムを形成するように過負荷保護回路を設計できます。

保護回路の設計では、温度の問題にも注意を払う必要があります。Q3のベース電流が徐々に増加していることを考慮すると、半導体クーラーTECの電流もそれに応じて増加できるように、設計プロセス中にQ3を実装する必要があります。 、より効果的です。ダイオードLDの温度が下がることを確認してください。周囲温度が低すぎてダイオードLD温度が低すぎる場合は、TECの温度を上げるための制御回路を設計する必要があります。また、アラーム回路の構造が非点灯アラーム回路と同じです。TECが正常に動作する場合は、アラームシステムが動作を停止していることを確認してください。手動によるインテリジェントな操作です。

3.ポンプソース駆動回路の設計結果に関する考察

最後に、ポンプソース駆動回路の設計結果について説明し、分析します。ファイバーレーザーシステムのシングルチップマイクロコンピューターの駆動電圧が1.4Vに達し、システムが+ 5V電源を使用することを考慮すると、遅延時間範囲が500ms以内に制御されるように、入力駆動電圧を柔軟に調整する必要があります。システムスイッチによる現在の急激な変化を排除し、レーザー部品を保護します。同時に、機器の温度が高すぎることによるレーザーポンプ電流の安定性への悪影響を回避するために、熱放散対策を測定する必要があります。

最後に、ポンプソース駆動回路の駆動電流の安定性を分析して、測定値の標準偏差とバランス値の比率が妥当な範囲内にあることを確認します。たとえば、9msの時間を例にとると、その電圧値は1.25〜1.50mVの範囲にある必要があります。時間は39〜40ms以内に制御され、電圧は約2.50mVである必要があります。

4、まとめ

ファイバーレーザーのポンプソース駆動回路の設計により、システム駆動回路のスロースタート、過電流保護、およびアンチサージ保護機能を効果的に確実に実行できます。同時に、回路温度の流れ、および中小規模の電力を達成することができますレーザーの効果的な駆動は、このタイプの機器の安定した生産と動作を保証します。この記事では、ファイバーレーザーの他の回路もこの設計内容を参照でき、ポンプソース駆動回路の電力制御と過熱保護回路に焦点を当てて、より優れたファイバーレーザー機器の設計を保証し、機器の全体的な生産能力を向上させます。安全性、信頼性、安定性。