半导体激光器的工作方式大多是采用电流输入,当输入电流大于激光器的阈值电流(Ith)时,激光器被点亮。继续增加输入电流,激光器的辐射功率会随着电流的增加迅速变大。因此,目前激光器的光功率调节,多是通过改变其输入电流来控制的。
为了更加精准的调控激光器的光功率,激光驱动芯片诞生了。目前,控制激光器技术思路主要有三种,分别是恒电压控制(AVC)、恒电流控制(ACC)和恒功率控制(APC)。
一、恒功率控制(APC)
恒功率控制(APC),顾名思义就是保持激光器的功率恒定。具体操作原理是,采用光电探测器,一般是光电二极管(PD)来接收一小部分激光器的光功率,转化成监控电流。将该监控电流进行电流/电压转换,然后通过APC系统与设定值进行比较,根据比较结果自动进行相应的调节。
由于光功率非常受温度等因素的影响,当激光器的功率出现波动时,恒功率控制(APC)可以迅速的对输入电流和电压进行调节,以保持功率的恒定。
二、恒电流控制(ACC)
恒电流控制(ACC),就是保持激光器的输入电流恒定。在这种模式下,会对输入电流进行实时采样反馈,并为电流驱动单元提供有源控制。
恒电流控制(ACC)可以保证激光器输入电流波动最小,从而使激光器的工作更加稳定。但是这种工作模式下,激光器的功率是可变的,因此需要做好激光器的温度控制,特别是激光器的散热工作,避免激光器过热出现烧毁。
三、恒电压控制(AVC)
恒电压控制(AVC),就是保持激光器的输入电压恒定。恒电压控制(AVC)一般是用在激光器要求电压稳定的工作模式下,工作场景是特定的。
目前,激光器的工作模式主要是恒流源,其原理是采用了晶体管的对称连接镜像恒流,以及场效应管的导通特性。为了保证激光器的稳定工作,必须要输入稳定的电流。