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高頻半導體激光器調(diào)制器的制作方法

文檔序號:6836254閱讀:184來源:國知局
專利名稱:高頻半導體激光器調(diào)制器的制作方法
技術領域
本實用新型涉及一種高頻半導體激光器的調(diào)制器,具體地說,涉及一種用于照排機的高頻半導體激光器的調(diào)制器。
用于照排機的激光器,其頻率一般要求在6-8M。然而,現(xiàn)有的半導體激光器調(diào)制器大多采用一電流源,其電流低于激光器的截止電流,從而使它截止,而當要打開激光器時,在電流源和激光器之間外加一個高頻迭加模塊,從而在所需頻率下補充一驅(qū)動電流給激光器,從而打開它。但是由于高頻迭加模塊的電路可能比較復雜,且其驅(qū)動電路是一連串波形,不一定適合于照排機應用。
本實用新型的目的在于提供一種能夠在高頻的情況下更好地調(diào)制半導體激光器的結(jié)構(gòu)簡單的激光器調(diào)制器。
本實用新型提供一種高頻半導體激光器調(diào)制器,由具有TTL電平特性的調(diào)制信號來調(diào)制所述調(diào)制器,所述調(diào)制器包括其信號輸入端與所述調(diào)制信號耦連的開關控制電路和其基極與所述開關控制電路的信號輸出端耦連且其發(fā)射極與所述高頻半導體激光器耦連的晶體管,其中所述開關控制電路根據(jù)所述調(diào)制信號來控制所述晶體管的導通/截止。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器中,所述開關控制電路是控制與門或控制與非門,該控制與門或控制與非門的信號輸入端作為開關控制電路的所述信號輸入端與所述調(diào)制信號耦連、其另一信號輸入端連接一高電平、其信號輸出端作為所述開關控制電路的所述信號輸出端與所述晶體管的基極耦連、而其電源端接一電源電壓,其中所述電源電壓是根據(jù)所述高頻半導體激光器的頻率所要求的調(diào)制上升速率/下降速率的快慢以及驅(qū)動所述晶體管所需的電壓而確定的。所述控制與門或控制與非門的另一信號輸入端可與所述電源端共接一電源電壓。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器,所述開關控制電路是由輸入與門或輸入與非門以及控制與門或控制與非門構(gòu)成,其中所述輸入與門或輸入與非門的信號輸入端作為所述開關控制電路的所述信號輸入端與所述調(diào)制信號耦連、其另一信號輸入端連接一高電平、其信號輸出端連接到所述控制與門或控制與非門的所述信號輸入端、而其電源端接一電源電壓,所述控制與門或控制與非門的另一信號輸入端與另一高電平相連、其信號輸出端作為所述開關控制電路的所述信號輸出端與所述晶體管的基極耦連、而其電源端連接另一電源電壓。所述輸入與門或輸入與非門的電源電壓與所述調(diào)制信號相關,而所述控制與門或控制與非門的電源電壓是根據(jù)所述高頻半導體激光器的頻率所要求的調(diào)制上升速率/下降速率的快慢以及驅(qū)動所述晶體管所需的電壓而確定的。所述輸入與門或輸入與非門的所述另一輸入端(B2)與所述電源端(D2)共接一端,和所述控制與門或控制與非門的所述另一輸入端(B1)與所述電源端(D1)共接一端。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器,所述開關控制電路是由輸入晶體管以及控制與門或控制與非門構(gòu)成,其中所述輸入晶體管的基極作為所述開關控制電路的所述信號輸入端與調(diào)制信號耦連、其集電極與所述控制與門或控制與非門的所述信號輸入端相連、其發(fā)射機接地,而所述控制與門或控制與非門的另一信號輸入端接一高電平、其信號輸出端作為所述開關控制電路的所述信號輸出端與所述晶體管的基極耦連、而其電源端接一電源電壓。所述輸入晶體管的電源電壓與所述調(diào)制信號相關,而所述控制與門或控制與非門的電源電壓是根據(jù)所述高頻半導體激光器的頻率所要求的調(diào)制上升速率/下降速率的快慢以及驅(qū)動所述晶體管所需的電壓而確定的。所述控制與門或控制與非門的所述另一輸入端與所述電源端共接一端。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器中,所述控制與門或控制與非門的電源電壓大于或等于6V。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器中,所述輸入與門或與非門或者所述輸入晶體管的所述電源電壓等于5V。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器中,所述與門或與非門是HC系列的與門或與非門。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器中,在所述開關控制電路的所述信號輸出端和所述晶體管之間連接基極偏置電阻。在所述基極偏置電阻的兩端并聯(lián)補償電容。
在本實用新型的高頻半導體激光器調(diào)制器中,在所述晶體管的集電極和電源之間連接一電阻和一電位器以保護所述激光器并控制所述激光器的光強,其中所述電阻和所述電位器串聯(lián)。
由于本實用新型的開關控制電路采用一輸出電壓基本等于電源電壓的與門或與非門,當它的電源電源高時它的輸出電壓也高,從而加快了晶體管輸出電流的上升沿和下降沿。且在晶體管的基極電阻的兩端并聯(lián)一補償電容,從而更加加快了輸出電流的上升沿和下降沿,從而達到在高頻的情況下更好地調(diào)制激光器的目的。且由于采用數(shù)字電路,從而加強了整個開關控制電路的穩(wěn)定性。


圖1是本實用新型的一個較佳實施例的詳細電路圖。
圖2是本實用新型的另一個較佳實施例的詳細電路圖。
圖3a和3b分別是本實用新型的開關控制電路的變通方案。
下面,參照附圖,通過對本實用新型的較佳實施例的詳細描述,使本實用新型的特性、目的和其他優(yōu)點顯而易見。
圖1是本實用新型的一個較佳實施例的詳細電路圖。在本實施例中,由具有TTL特性的調(diào)制信號來調(diào)制激光器調(diào)制器,所述激光器調(diào)制器包括控制與門I1、晶體管T、電阻R1和電位器W1。其中,所述控制與門I1構(gòu)成了開關控制電路。由于本實用新型的調(diào)制器主要用于調(diào)制在頻率6-8M下工作的激光器,所以調(diào)制信號的頻率也是6-8MHz。在與門I1的一信號輸入端A1接一具有TTL特性的調(diào)制信號且其另一信號輸入端B1接一高電平的情況下,當調(diào)制信號的電平為高電平時,與門I1的輸出端C1輸出高電平,從而使晶體管T導通,從而激光器LD出光。當調(diào)制信號為低電平時,與門I1的輸出端C1輸出低電平,從而使晶體管T截止,繼爾使激光器T不出光。由于本實用新型所采用的控制與門I1具有這樣一個特性,即,其輸出電壓基本上等于(或略低于)電源電壓,而在本較佳實施例中,根據(jù)激光器的工作電流、晶體管的基極電阻和集電極電阻,獲得驅(qū)動晶體管所需的電壓達4V以上可使激光器出光。通過實驗獲得當與門I1的電源電壓達到6V或6V以上,那么它的輸出電壓也約為6V或6V以上,這一電壓驅(qū)動晶體管工作,從而使得晶體管的發(fā)射極電流的上升沿/下降沿約為70-80毫微秒,而這樣的上升沿/下降沿正好能夠滿足頻率6-8M的調(diào)制要求。當然,如果激光器是在其他頻率下工作,那么調(diào)制信號的頻率與它的工作頻率相同,而根據(jù)該工作頻率以及驅(qū)動晶體管工作的電壓,選擇適當?shù)目刂婆c門的電源電壓,一般工作頻率越高所要求與門輸出電平越高,激光器發(fā)光的上升沿和下降沿的時間就越短。在圖1中的電位器W1是用來調(diào)節(jié)發(fā)射極電流,從而調(diào)節(jié)激光器LD的光強,而電阻R1是用來當W1為0時,起到保護激光器的作用。在圖1中將與門I1的信號輸入端B1與電源端D1共接一電源電壓,當然也可分別接不同的電壓。
圖2是本實用新型的另一個較佳實施例的詳細電路圖。在圖2中,開關控制電路包括輸入與門I2和控制與門I1。在輸入與門I2的一信號輸入端A2接一具有TTL特性的調(diào)制信號而其另一信號輸入端B2接一高電平,而控制與門I1的一信號輸入端A1與輸入與門I2的輸出端C2相連,其另一信號輸入端B1接一高電平的情況下,當調(diào)制信號的電平為高電平時,與門I1的輸出端C1輸出高電平,從而使晶體管T導通,從而激光器LD出光。當調(diào)制信號為低電平時,與門I1的輸出端C1輸出低電平,從而使晶體管T截止,繼爾使激光器T不出光。這種結(jié)構(gòu)的作用在于,當調(diào)制信號的電平不穩(wěn)定,例如正常情況下具有TTL特征的調(diào)制信號的電平應3.3-5V為高,但是不排除出現(xiàn)TTL的電平的不平整,這當然也視為高電平的情況。在這種情況下,采用輸入與門I2,其電源電壓與調(diào)制信號相關,因為調(diào)制信號是具有TTL特征的信號,所以與門I2的電源電源取5V。由于與門I2同樣具有輸出電壓約為其電源電壓的特性,所以如果該與門I2的電源電壓為5V,那么其輸出電平也約為5V,這樣就保證了進入控制與門I1的輸入電壓為高。
在圖2中,在控制與門I1和晶體管T的基極之間并聯(lián)著一偏置電阻W2和電容C,該電容的作用當I1輸出低電平時,晶體管的集電極電阻R1和W1對電容C反充電,從而使電容C的右側(cè)為高電平,左側(cè)為低電平;那么當I1輸出高電平時,由于此時電容C的右側(cè)為高電平,相當于該晶體管的基極外加一電平,從而加快上升沿。當C放電完畢后,I1的高輸出對C充電,從而使它的左側(cè)為高電平,它的右側(cè)為低電平;當I1的輸出為低時,由于C的右側(cè)為低電平,相當與對T的基極施加一負電平,從而加快截止,因此對下降沿作出貢獻。
上面只是對本實用新型的較佳實施例的描述,并不是限制本實用新型。對于熟悉本技術領域的人員而言,對其的各種變化是顯而易見的。例如,本實用新型的開關控制電路還可用與非門I1’和I2’來代替控制和輸入與門I1和I2,也可用一個晶體管I2”來代替輸入與門或輸入與非門I1’(參見圖3a和3b)。所揭示的較佳實施例用的是HC系列的與門或與非門,但是也可采用其他器件。如果現(xiàn)有電源不是所要求的5V或6V,可在電源和輸入與門或輸入與非門以及電源和控制與門和與非門之間添加一電源調(diào)整電路,還可在該電源調(diào)整電路和控制與門或控制與非門之間添加一保護電路,這些都是常規(guī)技術,這里不再贅述。
綜上所述,由于本實用新型運用了具有TTL電平特征的調(diào)制信號作為調(diào)制輸入電平,其頻率是激光器的工作頻率,而采用與門作為開關控制電路,其輸出電壓基本上等于其電源電壓的特性,使得其電源電壓高時其輸出電壓也高,從而其上升沿和下降沿達到在一特定頻率下更好調(diào)制的要求,而本實用新型還恰當?shù)卦诰w管的基極前并聯(lián)一電容,從而加快上升沿和下降沿,這樣保證了能夠完全調(diào)制,而本實用新型的調(diào)制器的結(jié)構(gòu)相對較簡單,這些都是本實用新型區(qū)別于其他發(fā)明的特征和優(yōu)點。
權利要求1.一種高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,由具有TTL電平特性的調(diào)制信號來調(diào)制所述調(diào)制器,所述調(diào)制器包括其信號輸入端與所述調(diào)制信號耦連的開關控制電路和其基極與所述開關控制電路的信號輸出端耦連且其發(fā)射極與所述高頻半導體激光器耦連的晶體管,其中所述開關控制電路根據(jù)所述調(diào)制信號來控制所述晶體管的導通/截止。
2.如權利要求1所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述開關控制電路是控制與門或控制與非門,該控制與門或控制與非門的信號輸入端(A1)作為開關控制電路的所述信號輸入端與所述調(diào)制信號耦連、其另一信號輸入端(B1)連接一高電平、其信號輸出端(C1)作為所述開關控制電路的所述信號輸出端與所述晶體管的基極耦連、而其電源端(D1)接一電源電壓,其中所述電源電壓是根據(jù)所述高頻半導體激光器的頻率所要求的調(diào)制上升速率/下降速率的快慢以及驅(qū)動所述晶體管所需的電壓而確定的。
3.如權利要求2所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述控制與門或控制與非門的另一信號輸入端(B1)可與所述電源端(D1)共接一電源電壓。
4.如權利要求1所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述開關控制電路是由輸入與門或輸入與非門以及控制與門或控制與非門構(gòu)成,其中所述輸入與門或輸入與非門的信號輸入端(A2)作為所述開關控制電路的所述信號輸入端與所述調(diào)制信號耦連、其另一信號輸入端(B2)連接一高電平、其信號輸出端(C2)連接到所述控制與門或控制與非門的所述信號輸入端(A1)、而其電源端(D2)接一電源電壓,所述控制與門或控制與非門的另一信號輸入端(B1)與另一高電平相連、其信號輸出端(C1)作為所述開關控制電路的所述信號輸出端與所述晶體管的基極耦連、而其電源端(D1)連接另一電源電壓。
5.如權利要求4所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述輸入與門或輸入與非門的電源電壓與所述調(diào)制信號相關,而所述控制與門或控制與非門的電源電壓是根據(jù)所述高頻半導體激光器的頻率所要求的調(diào)制上升速率/下降速率的快慢以及驅(qū)動所述晶體管所需的電壓而確定的。
6.如權利要求5所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述輸入與門或輸入與非門的所述另一輸入端(B2)與所述電源端(D2)共接一端,和所述控制與門或控制與非門的所述另一輸入端(B1)與所述電源端(D1)共接一端。
7.如權利要求1所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述開關控制電路是由輸入晶體管以及控制與門或控制與非門構(gòu)成,其中所述輸入晶體管的基極作為所述開關控制電路的所述信號輸入端與調(diào)制信號耦連、其集電極與所述控制與門或控制與非門的所述信號輸入端(A1)相連、其發(fā)射極接地,而所述控制與門或控制與非門的另一信號輸入端(B1)接一高電平、其信號輸出端(C1)作為所述開關控制電路的所述信號輸出端與所述晶體管的基極耦連、而其電源端(D1)接一電源電壓。
8.如權利要求7所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述輸入晶體管的電源電壓與所述調(diào)制信號相關,和所述控制與門或控制與非門的電源電壓是根據(jù)所述高頻半導體激光器的頻率所要求的調(diào)制上升速率/下降速率的快慢以及驅(qū)動所述晶體管所需的電壓而確定的。
9.如權利要求8所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述控制與門或控制與非門的所述另一輸入端(B1)與所述電源端(D1)共接一端。
10.如權利要求2-9所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述控制與門或控制與非門的電源電壓大于或等于6V。
11.如權利要求4-8所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述輸入與門或與非門或者所述輸入晶體管的所述電源電壓等于5V。
12.如權利要求2-11所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,所述與門或與非門是HC系列的與門或與非門。
13.如權利要求1所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,在所述開關控制電路的所述信號輸出端和所述晶體管的基極之間連接基極偏置電阻(W2)。
14.如權利要求13所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,在所述基極偏置電阻的兩端并聯(lián)補償電容(C)。
15.如權利要求1所述的高頻半導體激光器調(diào)制器,其特征在于,在所述晶體管的集電極和電源之間連接一電阻(R1)和一電位器(W1)以保護所述激光器并控制所述激光器的光強,其中所述電阻(R1)和所述電位器(W1)串聯(lián)。
專利摘要一種高頻半導體激光器調(diào)制器,由具有TTL電平特性的調(diào)制信號來調(diào)制所述調(diào)制器,所述調(diào)制器包括:其信號輸入端與所述調(diào)制信號耦連的開關控制電路和其基極與所述開關控制電路的信號輸出端耦連且其發(fā)射極與所述高頻半導體激光器耦連的晶體管,其中所述開關控制電路根據(jù)所述調(diào)制信號控制所述晶體管的導通/截止。
文檔編號H01S5/06GK2456341SQ00268489
公開日2001年10月24日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權日2000年12月28日
發(fā)明者孫渝生, 范麗娟 申請人:上海市激光技術研究所
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