張 歡

（江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江蘇 徐州 221000）

0 引 言

半導(dǎo)體激光技術(shù)在我國的高端技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，包括光纖通信、自由空間光通信、激光指示、高速打印、固體激光泵浦源和醫(yī)療領(lǐng)域等。對于雙通道半導(dǎo)體激光電源控制技術(shù)來講，半導(dǎo)體激光器作為其核心元件，具有效率高、可靠性能耗、體積小、重量輕及壽命長等優(yōu)勢，在信息光電子領(lǐng)域中起著越來越重要的作用。因此，要加強對雙通道半導(dǎo)體激光電源控制技術(shù)的研究，提高技術(shù)水平，推動我國半導(dǎo)體技術(shù)的進步和發(fā)展。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在雙通道半導(dǎo)體激光電源控制中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對于電源控制有著重要作用。在進行電源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)置中，加強對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)置，并在設(shè)置中按照雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的運行情況進行設(shè)計，以保障其正常的運行[1]。

在雙通道半導(dǎo)體的激光電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如圖1所示，首先在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要先了解半導(dǎo)體激光電源控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計前，根據(jù)實際情況進行設(shè)計，可以借助外國先進的半導(dǎo)體設(shè)計經(jīng)驗，對我國的半導(dǎo)體激光電源控制進行創(chuàng)新和改革，提高半導(dǎo)體激光電源控制設(shè)計的水平[2]。此外，在進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要加強對雙通道激光電源控制系統(tǒng)的科學(xué)調(diào)節(jié)，在穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功率和波長后，保障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定運行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以先進行測試，然后設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在溫度控制方面，要采用專家智能硬件PID控制方式控制半導(dǎo)體制冷器，準確控制溫度。同時，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了得到穩(wěn)定的輸出功率和波長，要精確控制驅(qū)動電流，使得半導(dǎo)體激光電源控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠得到穩(wěn)定的輸出功率和波長，保障電源控制的正常運行[3]。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 恒流源驅(qū)動控制

恒流驅(qū)動控制，在整個雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)中起到重要作用。電流源可以驅(qū)動激光器運行，808 nm和635 nm通道恒流源驅(qū)動主要是由鑰匙開關(guān)和單片機控制繼電器與三級管使能驅(qū)動，單片機用作調(diào)控電流值[4]。

在雙通道半導(dǎo)體激光電源控制中，恒流源驅(qū)動控制是其中的關(guān)鍵。隨著我國科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的進步，智能化、數(shù)字化的建設(shè)成為現(xiàn)今社會發(fā)展的趨勢。因此，在進行恒流源驅(qū)動控制設(shè)計中，可以借助科學(xué)技術(shù)對雙通道半導(dǎo)體激光電源控制的恒流源驅(qū)動控制的運行建立信息監(jiān)控系統(tǒng)，對恒流源驅(qū)動控制系統(tǒng)的運行進行實時監(jiān)控。如果恒流源驅(qū)動控制運行中出現(xiàn)故障，信息系統(tǒng)可以對故障進行辨別[5]，之后檢修故障，保障激光電源控制的恒流源驅(qū)動控制的安全穩(wěn)定運行。

驅(qū)動電路的電流調(diào)節(jié)范圍由電位器R12和R15的阻值大小控制。當調(diào)節(jié)電流驅(qū)動電路中的電位器使得808 nm和635 nm通道的電流調(diào)節(jié)范圍分別為0～3 A和0～1 A時，808 nm和635 nm通道電流分辨率分別為0.73 mA和0.24 mA。圖2是808 nm恒流驅(qū)動電路原理圖。

進行驅(qū)動電路調(diào)節(jié)時，要加強對技術(shù)人員的培訓(xùn)。在恒流源驅(qū)動控制中，調(diào)節(jié)人員的技術(shù)水平是關(guān)鍵。一些技術(shù)人員在進行調(diào)節(jié)時技術(shù)水平不高，影響調(diào)節(jié)質(zhì)量，因此提高技術(shù)人員的調(diào)節(jié)技術(shù)水平，使恒流源驅(qū)動控制能夠順利完成[6]。此外，在恒流源驅(qū)動控制中，加強對恒流源驅(qū)動控制的監(jiān)督。在進行恒流源驅(qū)動控制系統(tǒng)的運行中，借助信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)，加強對恒流源驅(qū)動控制系統(tǒng)的監(jiān)督，一旦出現(xiàn)問題，及時進行調(diào)節(jié)，保障恒流源驅(qū)動控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3 溫度控制系統(tǒng)

在雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)中，溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計也是其中的重要一項。在雙通道半導(dǎo)體溫度控制系統(tǒng)中，常用的溫度傳感器有雙金屬片熱電偶、熱敏電阻器、鉑電阻及感溫鐵氧體等，都是雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)的重要傳感器，并在溫度控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要角色。其中，負溫度系數(shù)熱敏電阻由于價格實惠，在使用過程中精度高，在運行過程中安全穩(wěn)定，使得其具有較好的優(yōu)勢。在溫度傳感器采集溫度信號中，一般使用NTC熱敏電阻。此外，在雙通道半導(dǎo)體激光電源控制溫度中，要注意以下幾個問題。

第一，在進行溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計人員要調(diào)查雙通道半導(dǎo)體的電源控制，了解實際情況后，根據(jù)半導(dǎo)體電源控制系統(tǒng)的運行情況設(shè)計溫度控制系統(tǒng)。

第二，在溫度控制系統(tǒng)中，要定時檢查溫度控制系統(tǒng)的運行。在檢查溫度控制系統(tǒng)的過程中，檢查人員可以定期記錄溫度控制系統(tǒng)的設(shè)備運行情況，保管運行資料作為以后半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)設(shè)計的資料。同時，在溫度控制系統(tǒng)中，如果發(fā)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)備運行出現(xiàn)故障，及時檢修設(shè)備，以保障溫度控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

第三，溫度控制系統(tǒng)中，要加強對溫度控制系統(tǒng)的實時監(jiān)督，借助科學(xué)技術(shù)和信息監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)督溫度控制系統(tǒng)的運行，保障溫度控制系統(tǒng)的正常運行。同時，要采用科學(xué)的溫度調(diào)節(jié)法。一般采用電橋法，即主要根據(jù)調(diào)節(jié)電阻的大小進行溫度控制，進而控制雙通道半導(dǎo)體激光電源和溫度[7]。

溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計中，可以采用PID調(diào)節(jié)電路的方式。調(diào)節(jié)過程中，根據(jù)雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的運行情況進行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)溫度控制時，要合理選擇積分、比例和微分參數(shù)，根據(jù)積分、比例和微分參數(shù)情況控制溫度。所以，借助PID調(diào)節(jié)方法，根據(jù)熱敏電阻分壓值與溫度設(shè)定電壓值差值，使得溫度控制系統(tǒng)能夠在PID調(diào)節(jié)的情況下實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換，提高溫度控制系統(tǒng)的運行效率，使得雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)實現(xiàn)智能化建設(shè)，推動雙通道半導(dǎo)體控制系統(tǒng)的智能化和數(shù)字化建設(shè)。此外，在溫度控制系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計較為簡單，加之其溫度控制的精度高，使得溫度控制的效果較好，提高了溫度控制的水平和效率，保障了雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的科學(xué)性和嚴謹性。

4 測試與結(jié)論

在雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)中，通過上述設(shè)計，要控制雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的性能，借助雙波長激光模塊檢測激光器電源控制系統(tǒng)的性能，檢測的環(huán)境溫度為室溫23 ℃，激光模塊工作溫度設(shè)置為25 ℃。測試時，主要對以下幾個方面進行測試。

首先，對激光功率穩(wěn)定度進行測試。測試時，注意以下幾個問題。第一，在進行激光功率的穩(wěn)定度測試前，要做好測試的準備工作。要調(diào)整測試儀器，使測試的儀器符合測試程序，并調(diào)整參數(shù)。第二，在激光功率的穩(wěn)定度測試中，要加強對測試儀器的監(jiān)督，并科學(xué)整理測試數(shù)據(jù)和資料，保障測試結(jié)果的科學(xué)性和嚴謹性。第三，在激光功率的穩(wěn)定度測試中，要加強對測試方法的調(diào)整。由于測試過程中會出現(xiàn)各種問題，因此調(diào)整測試方式也是其中的重要問題。

其次，對激光波長及P/I特性曲線進行測試。用光譜儀對808 nm通道和635 nm通道的激光波長光譜進行測量得出光譜圖，測出中心波長分別為806.7 nm和634.3 nm。在不同驅(qū)動電流下，借助光譜儀對635 nm通道的激光波長進行測量，且激光峰值波長始終是在2 nm范圍內(nèi)發(fā)生變化，表明驅(qū)動電流的改變對激光波長造成的影響較小。設(shè)定多個驅(qū)動電流，使用功率計分別對808 nm通道和635 nm通道的功率進行計算，并做線性擬合操作，能夠得到P/I特性曲線。兩個通道線性擬合的值均超出了0.998。

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的進步，對雙通道半導(dǎo)體激光電源控制的研究也在逐漸提高。而對雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的研究中，對635 nm和808 nm不同類型的半導(dǎo)體進行分析時，得出了雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。在雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)中，采用雙通道半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電源，借助恒流驅(qū)動，使得雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)實現(xiàn)了高穩(wěn)定額、低紋波系數(shù)的電流源。恒流驅(qū)動在運用過程中，操作便捷，系統(tǒng)反應(yīng)速度快，不受采樣精度的影響，得到了廣泛推廣。尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，雙通道半導(dǎo)體激光電源控制系統(tǒng)的優(yōu)勢，為醫(yī)學(xué)手術(shù)提供了較高的技術(shù)。例如，635 nm激光具有鎮(zhèn)痛、抑制破骨細胞吸收和促進傷口愈合的作用，使得病人的傷口能夠快速愈合；而808 nm弱光具有抑制細胞增生，也有促進傷口愈合的作用。但是，二者相比，635 nm和808 nm雙波長聯(lián)合治療能更加有效地促進傷口愈合。所以，在雙通道半導(dǎo)體電源控制技術(shù)中，借助激光技術(shù)，可提高半導(dǎo)體的技術(shù)水平。

5 結(jié) 論

隨著我國綜合國力的發(fā)展，我國高端技術(shù)得到了發(fā)展，尤其是在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，借助激光技術(shù)，對雙通道半導(dǎo)體的電源控制技術(shù)進行改善和創(chuàng)新，不斷推動著我國半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。因此，借助激光技術(shù)，通過創(chuàng)新電源控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對橫流驅(qū)動進行控制，控制溫度系統(tǒng)，提高了雙通道半導(dǎo)體激光電源控制技術(shù)水平，推動了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，促進了我國高端技術(shù)的進步。