用于TDLAS气体检测的DFB激光器驱动电路设计

作     者：徐鹏飞 李炜楠 陈红岩 叶有祥 XU Pengfei;LI Weinan;CHEN Hongyan;YE Youxiang

作者机构：中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 中国计量大学现代科技学院浙江义乌322000 

出 版 物：《现代电子技术》 (Modern Electronics Technique)

年 卷 期：2024年第47卷第2期

页      面：89-94页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：浙江省基础公益研究计划(LGF21E040005) 

主　　题：气体检测 TDLAS DFB激光器 驱动电路 压控恒流源 温度控制 

摘      要：分布反馈(DFB)激光器作为可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的常用光源之一,在实际应用中应当同时对驱动电流和温度进行控制,以减小出光质量对气体浓度检测结果的影响。为了解决上述问题,文中设计一种高精度激光器驱动电路。由STM32F103RCT6控制AD9834和DAC8560分别产生正弦波和锯齿波信号,对两个信号输入至OP27GS构成的信号叠加电路进行叠加后,输出至由OP27GS、AD8065和IRF520场效应管组成的具有限流功能的压控恒流源电路,将电压信号转变为激光器的驱动电流;同时采用MAX1978温控芯片对激光器进行温度控制。实际测试结果表明,压控恒流源输出电流的最大误差为0.1%,DFB激光器的温度稳定度为0.072%,温度控制精度优于0.01℃。使用3000 ppm的甲烷标准气体进行吸收测试,通过示波器检测光电探测器和锁相放大器的输出波形,可得到稳定的吸收峰和二次谐波,说明所设计电路满足TDLAS检测技术对于DFB激光器驱动的要求。