为了满足中红外波长调制光谱技术中室温连续中红外量子级联激光器的驱动要求, 设计并研制了一种量子级联激光器驱动电源系统.首先, 设计了直接数字合成模块来产生直流、锯齿波和正弦波的叠加驱动信号以调谐激光器的电流, 进而调制其输出波长；其次, 设计了高速(约40 ns)过流保护电路, 配合电压深度负反馈原理, 保证激光器工作的可靠性, 提高激光器电流的稳定度；再次, 将比例-积分-微分软件算法与温度模拟控制电路相结合, 在简化电路结构的同时, 有效地控制和稳定激光器的温度, 防止因温度变化造成激光器输出波长的漂移和发光功率的波动.利用该驱动电源系统对中科院半导体所研制的中心波长为4.76 μm的量子级联激光器做驱动测试,结果表明:驱动电源系统电流调节的线性度为0.0068%, 驱动电源的长期(240 h)电流稳定度为4.99×10-5, 量子级联激光器的光强稳定度为5.07×10-4, 控温稳定性为0.01℃, 温度稳定时间为17 s;当量子级联激光器的驱动电流为330 mA, 温度为21℃时, 在240h内峰值波长的漂移为±0.02nm.

为了满足中红外一氧化碳检测中分布反馈量子级联激光器的驱动要求, 设计并实现了一种专用型脉冲驱动电源.首先, 研制了高稳定的供电系统和完善的保护系统, 显著提高了驱动脉冲的质量并保证了电源工作的可靠性;其次, 依据“多级隔离”的思想设计了电源各功能电路, 很大程度上提高了驱动电源的抗干扰能力;同时, 将深度电压负反馈与比例-积分-微分控制算法相结合, 有效提高了输出电流的稳定度.利用该驱动电源对中科院半导体所研制的波长为4.76 μm的分布反馈量子级联激光器做了驱动测试.实验结果表明, 在长时间 (200 h) 运行中, 系统驱动电流的稳定度为2.5×10-5, 线性度为0.004%, 满足分布反馈量子级联激光器的驱动要求, 为中红外一氧化碳的可靠检测提供了保障.