激光电流驱动是为半导体激光器(如激光二极管LD、VCSEL、QCL等)提供稳定、精确、低噪声工作电流的核心电子装置,其性能直接决定激光输出的稳定性、线宽、调制速度及使用寿命。与普通电源不同,激光驱动必须具备高电流精度、快速响应、过冲抑制及多重保护机制,以避免因电流波动或瞬态尖峰导致激光器损伤——半导体激光器对静电、浪涌和反向电压极为敏感,微小的电流过冲即可造成永9性失效。
典型的激光电流驱动采用恒流源架构,通过高精度参考电压、运算放大器和功率晶体管构成闭环反馈系统,确保输出电流在毫安至数安范围内可调且纹波低于0.1%。高d驱动还集成模拟/数字调制接口(如TTL、LVDS或模拟电压输入),支持高达GHz量级的直接调制,满足光通信、激光雷达和精密测量需求。对于量子级联激光器(QCL)等脉冲型器件,驱动还需提供纳秒级上升/下降时间的脉冲电流,并精确控制占空比以防过热。
为保障安全,激光驱动普遍配备多重保护功能,包括:
软启动:缓慢提升电流,避免开启冲击;
限流保护:设定最大电流阈值;
温度联锁:与热敏电阻联动,高温时自动降流或关断;
反接与ESD防护:防止误接或静电损坏;
开路/短路检测:实时监测负载状态。
此外,低噪声设计至关重要。电源纹波、地回路干扰或开关噪声会转化为光强噪声(RIN)或频率抖动,严重影响干涉测量、光谱分析等高灵敏应用。因此,高性能驱动常采用线性稳压、屏蔽隔离、独立接地及低噪声元器件。
随着应用场景拓展,激光驱动正朝着小型化、模块化、智能化方向发展,集成USB/以太网控制、实时监控(电流/电压/温度)及自适应调节算法。在5G光模块、自动驾驶激光雷达、医疗美容设备及科研仪器中,高可靠性激光电流驱动已成为不可少的关键子系统。