[发明专利]一种激光二极管电流控制系统

说明书

本发明属于核磁共振陀螺操控技术，具体公开了一种激光二极管电流控制系统。包括直流控制信号发生模块、交流控制信号发生模块，还包括电流误差检测及控制模块、直流点位跟随控制模块和激光二极管模块，能够有效降低采样电阻温度系数对电流采样精度的影响，实现了电流的高稳定性控制，保证直流电流的控制精度，提高电流的动态响应带宽，通过直流电位跟随控制技术，使交流电流调整过程中不影响直流电流的控制精度。

技术领域

本发明属于核磁共振陀螺操控技术，具体涉及一种核磁共振陀螺驱动激光器用激光二极管电流控制系统。

背景技术

驱动与检测激光是核磁共振陀螺操控自旋系综的核心技术，其性能的高低决定了核磁共振陀螺的量子操控性能。驱动激光器是核磁共振陀螺的驱动机构，通过激光超极化核自旋，赋予核自旋以宏观方向。采用半导体激光器对自旋系综进行操控，需要对激光二极管进行驱动与控制，实现选定频率的激光输出，并保障输出激光的频率、功率稳定。针对驱动激光的控制，主要是控制光源的频率与电流。通过对激光二极管的驱动电流的控制可以实现激光的功率调节。电流的控制精度直接影响驱动激光功率的调节精度，即直接影响核磁共振陀螺的测量精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光二极管电流控制系统，其能够保证直流电流的稳定性和足够的交流带宽。

本发明的技术方案如下：

一种激光二极管电流控制系统，包括直流控制信号发生模块、交流控制信号发生模块，还包括电流误差检测及控制模块、直流点位跟随控制模块和激光二极管模块；

所述的电流误差检测及控制模块的两个输入端分别连接直流控制信号输出端和电压源；

所述的直流电位跟随控制模块的输入端连接交流控制信号发生模块的输出端；

所述的电流误差检测及控制模块的输出端和所述直流电位跟随控制模块的输出端均与激光二极管模块的输入端连接；

直流控制信号发生模块发射直流控制电压信号至电流误差检测及控制模块，同时电流误差检测及控制模块接收电压源的直流电压信号，将两种信号经转换得到直流电流信号，将其发送至激光二级管模块；

交流控制信号发生模块发射交流控制电压信号至直流电位跟随控制模块，将其转换为交流电流信号，与上述的直流电流信号叠加之后，发送至激光二极管模块。

在上述一种激光二极管电流控制系统中：所述的直流信号发生模块包括输出控流电压调整器，以及输出端分别与输出控流电压调整器的输入端连接的高精度直流电压基准和输入控制电压调整器；

其中输入控制电压调整器的输入端作为直流信号发生模块的信号接收端，输出控流电压调整器的输出端作为直流信号发生模块的输出端。

在上述一种激光二极管电流控制系统中：所述的电流误差检测及控制模块包括输入输出端依次连接的差分电压放大器、输出接电流调节器和直流电流采样模块，且直流电流采样模块的输出端连接差分电压放大器的输入端，三者形成闭环；

其中，直流电流采样模块将接收到的电流信号转换成电压信号，反馈输出给差分电压放大器，差分电压放大器同时接收直流控制信号发生模块产生的控制信号，进行差分放大，直流电流采样模块同时输出直流电流信号至激光二极管。

在上述一种激光二极管电流控制系统中：所述的直流电位跟随控制模块，包括输入输出端依次连接的一级电位跟随控制、二级电位跟随控制和交流电压电流转换器，且交流电压电流转换器的输出端连接一级电位跟随控制的输入端，三者形成闭环；

同时交流电压电流转换器的输入端接收交流控制信号发生模块产生的交流控制电压信号，将其转换成电流信号发送至激光二极管模块。