什么是激光二极管驱动器（Laser Diode Drivers）？

什么是激光二极管驱动器？

激光二极管驱动器（LDD）是一种驱动电路/设备，用于为激光二极管提供合适的恒定电流输入并对其进行控制。理想情况下，电流输入应该是线性的、无噪音的和准确的。该装置旨在为激光器提供所需的精确电流，使其输出符合预期的应用。

激光二极管有大量的应用，包括光谱学、遥感、医疗诊断、颗粒测定和计数、材料加工等。这些应用要求激光二极管满足某些阈值的性能特征。包括激光二极管在内的系统的正确设计可以确保它们满足这些阈值。输入二极管的电流质量是确保激光二极管有更好的性能特征的因素之一。激光二极管驱动器可以确保电流输入是稳定的。这样的系统将具有低噪音、高波长和功率稳定性、激光二极管安全和用户操作更安全等特点。

LDD可以在恒定电流或恒定功率模式下运行。在恒定电流模式下，用户可以为LDD设定一个工作电流值。从驱动器的输出电流中获取反馈，并与设定的工作电流值进行比较，找出其中的误差。之后，LDD会纠正输出电流，以最大限度地减少这一误差，从而确保恒定电流的运行。同样地，在恒定功率模式下，LDD为激光二极管保持恒定的光功率。

激光二极管安全

确保激光二极管的安全是LDD的一个非常重要的功能。其中一些安全功能包括最大电流限制、时间延迟、联锁、缓慢启动和断电保护。

允许过多的电流通过激光二极管会损坏它。为了克服这个问题，用户可以设置一个最大工作电流限制。一般来说，LDD会根据设计选择将电流限制在最大水平，或者在达到这个限制时将其关闭。

在使用激光器工作时，用户的安全也同样重要。为此，LDD在向系统施加电力和开始激光操作之间提供了时间延迟。此外，还使用了保护性联锁包装，一旦拆除，激光二极管的电源将被切断。

LDD的启动速度较慢，以确保二极管不会因系统突然启动产生的热冲击而损坏。另外，在直流电源的情况下，输入电流的减少会影响驱动器的性能。出于这个原因，LDD具有断电保护功能，将关闭输出。

温度控制

器件温度的变化将导致激光二极管和LDD的注入电流增加，就像任何其他半导体器件一样。这将导致输出波长和功率的不稳定或偏移，原因是带隙能量随温度变化而变化等因素。这种转变可能不大，但会影响在非常敏感的应用中获得的结果。因此，适当控制工作温度对激光二极管至关重要，可以使用LDD来完成。

激光二极管的调制

除了任意的恒定电流输出，LDD还可以提供调制的电流输出，从而提供调制的脉冲激光输出。这可以通过打开和关闭LDD的恒定电流输出来实现。

LDD的调制脉冲操作与激光器的正常脉冲操作不同。脉冲激光器的峰值功率可以达到比基于LDD的调制光输出更高的数值。这是因为一个时间段的光功率被纳入了脉冲激光器的激光脉冲中。而对于调制脉冲来说，光功率输出只是在激光器开启时产生的功率，其瞬时功率不超过最大功率限制。另外，调制脉冲只能达到微秒级，而脉冲激光器可以有飞秒级的操作。