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一種GaN FET的窄脈沖激光器驅動(dòng)電源系統設計
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長(cháng)春理工大學(xué) 光電工程學(xué)院

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Design of Narrow Pulse Laser Driving Power Supply Using GaN FET
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    摘要:

    針對半導體激光器驅動(dòng)電路在低納秒級對激光光脈沖調節困難的問(wèn)題,研究了一種基于GaN高速半導體器件的半導體激光器的驅動(dòng)方案,可實(shí)現激光光脈沖的寬度、高重復頻率的高精度調節;在設計上,利用FPGA門(mén)電路現場(chǎng)可編輯、低功耗等特點(diǎn),基于Xilinx Zynq平臺搭建前置時(shí)序產(chǎn)生電路,輸出時(shí)序信號;設計儲能電路,通過(guò)驅動(dòng)氮化鎵場(chǎng)效應晶體管(GaN FET)作為開(kāi)關(guān)控制儲能回路,最終實(shí)現激光光脈沖低納秒級的精密調節;經(jīng)過(guò)實(shí)驗驗證和分析,該驅動(dòng)電路能穩定輸出脈沖寬度3~200 ns可調、重復頻率0~1 MHz可調、峰值功率超過(guò)70 w、上升沿時(shí)間小于5 ns的激光光脈沖信號。

    Abstract:

    The semiconductor laser drive circuit is difficult to adjust the laser light pulse at the low nanosecond level.In order to solve it, a driving scheme of semiconductor laser using GaN high-speed semiconductor device is studied.It can realize high-precision adjustment of laser light pulse width and high repetition frequency.Firstly,build a pre-sequence generation circuit based on Xilinx Zynq platform to output sequential signals with the characteristics of FPGA gate circuit field editability and low power consumption,etc;secondly,designing energy storage and Controlling the energy storage loop by driving a Gallium Nitride Field Effect Transistor (GaN FET) as a switch;at last,realizating the precise modulation of laser pulse at low nanosecond level.Validated experimentally and analyzed,the driver circuit can stably output laser pulse signals with adjustable pulse width of 3~200ns, adjustable repetition frequency of 0~1MHz, peak power of over 70W and rise time of less than 5ns.

    參考文獻
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    引證文獻
引用本文

許源,王武,倪小龍,閆鈺鋒,于信,白素平.一種GaN FET的窄脈沖激光器驅動(dòng)電源系統設計計算機測量與控制[J].,2022,30(9):272-279.

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  • 收稿日期:2022-04-23
  • 最后修改日期:2022-04-27
  • 錄用日期:2022-04-28
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2022-09-16
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