大创项目成果-徐嵩-吉林大学

1、高精度蝶形激光器的研制项目成果介绍项目编号2014C51166姓名学院年级专业项目负责人徐嵩电子科学与工程学院2012级电子信息工程参加人于道江电子科学与工程学院2012级微电子参加人江梓松电子科学与工程学院2012级微电子参加人林哲爽电子科学与工程学院2012级电子科学与技术参加人王超电子科学与工程学院2012级微电子项目成果介绍：半导体激光器是一种新型光源，具有结构简单，体积小、寿命长、易于调制等优点，在通信、光学数据存储、医疗、生命科学研究以及军事方面得到了广泛的应用。然而目前的半导体激光器由于设计、材料、工艺等方面的原因，器件很容易损坏，国外的一些性能较好的激光器驱动装置价格昂贵。另一

2、方面，半导体激光器的广泛应用要求驱动电源也要不断地发展和完善。由于半导体激光器属于超高功率密度器件，要有很高的电流和电压的稳定度。然而目前市面上卖的一般的激光器驱动装置精度不高，很难达到某些应用方面的需求。本激光器驱动器改进了以往激光器容易损坏的缺点，增加了浪涌保护电路；并且对激光器的温度实时的监测，通过半导体制冷片对激光器温度进行控制。整个系统通过PID算法进行控制，使电流控制的更稳。以STM32作为核心处理器，负责D/A的输出。采样电路采集实际输出电流值，再经过AD（ADS1256）转换送回处理器，与预置电流值进行比较并通过适当的控制算法，调整输出电流值使其与设定电流值相等，从而构成闭环控

3、制系统。具有过流保护并声光报警，输出电流测量和数字显示功能，并且在启动之前能进行负载开路检测。具有软件启动和掉电保持，可存储掉电前设定的值，下次上电时可按照掉电时最后的电流值工作。软件自动在FLASH中取出上次关闭电源时的电流值，并自动控制输出电流步进增至该电流值。系统恢复上次关闭电源时的工作状态。输入电压经过DC/DC转换电路后输出，为整个系统提供电源。单片机系统完成人机交互功能，通过键盘设定输出的电流值。整个系统通过16位DA实现电流在0-3000mA之间任意设定调节，步进可达到1mA；外围电路通过接口键盘，具有设定值调整、微调调整功能，中文LCD可同时显示设定值。1. 对蝶形激光器LC9

4、6P进行研究。2. 绘制系统总体电路图 3. 用Multisim 对电路进行了仿真 4. 用cadence 对电路进行了仿真 5. 用altium degigner 完成模拟部分电路板的绘制6. 对场效应管进行测试7. 对康铜丝与功率电阻进行测试8. 完成了PID程序设计9. 设计并制作TEC温度控制板电路10. 设计STM32 控制程序11. 绘制STM32 电路板12. 绘制整体控制电路板项目应用情况及创新性:对于电源节能最重要的性能之一就是效率，本系统设计在保证完成各项功能的同时充分考虑如何来提高效率。电流实际输出值和设置值之间存在微小误差。DAC转换芯片本身具有一定的非线性误差，造成输

5、出电流具有微弱的偏差。为了克服这个问题，制造出非常精密的激光器驱动器，需要反复的试验，通过合适的控制程序，实现较高的精度。通过合适的电路使输出电流范围要尽可能的大、电流调整率要尽可能的小、负载调整率要尽可能的小、整机效率要尽可能的低、在满足负载调整率的情况下，能带动负载阻值大。电流控制的稳，高精度，数字控制，断电保护，开路检测，PID控制算法，精确的温度控制。项目组成员的收获及心得体会： 值此大创完成之际，对在这一年中给予我指导、帮助和关心的老师、同学和亲人了表示万分的感谢!这一年时间一晃而过，回看这一年我学到了很多。我深深的感谢我的导师秦冠仕教授，在大创刚开始的时候就给我讲了很多，让我对本科的学习生活很了深刻的认识，对我的学习和生活老师都给予了很大的帮助。老师严谨的教学态度、勤劳的工作和悉心的指导一直都在影响这我。我非常庆幸能够在本科的学习阶段遇到这样一位知识渊博、治学严谨的导师。即使老师工作很繁忙，依然给了我很多的指导。在这三年中秦老师对我的课题的确立和完善给予了很多中肯的建议，让我在研究的道路是走的更远。在此，我怀着诚挚的敬意向老师说一声：“谢谢您!”其次，对于集成光电子的全体老师我表示深深的感谢，他们渊博的知识开阔了我的视眼，让我更加努力的学习。在一年里，有很多的师兄和师姐都给予了我很多帮助，他们帮助我克服了很多研究过程中遇到的问题，给了我