垂直腔面发射激光器数字驱动电路设计

来源：激光与红外杂志2025年第1期北京时间：

作者：卫英泽

单位：1.成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川 成都 610059；2.成都理工大学机电工程学院,四川 成都 610059；3.中国科学院高能物理研究所,北京 100049；4.散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803；5.广东省极端条件重点实验室,广东 东莞 523803；6.东莞理工学院机械工程学院,广东 东莞 523808；

摘要：垂直腔面发射激光器(VCSEL)是原子磁强计和原子钟等光学量子仪器的核心部件,其输出激光的稳定性将直接影响仪器的测量精度和灵敏度等关键参数。本文介绍了一种以ZYNQ7010为控制核心的VCSEL数字驱动电路,该电路使用XTR111芯片提供VCSEL所需的高稳定电流,并通过MAX1978芯片控制VCSEL内部集成的半导体制冷器(TEC)实现高精度温控。实验结果表明,本文设计的驱动电路可输出0～2mA的线性可调电流,调节精度优于004mA,TEC的温控精度优于01℃；最终在1325mA的驱动电流和63℃的工作温度下,VCSEL的最大输出功率漂移和波长漂移分别为0001mW和0004nm。该数字驱动电路可满足原子磁强计等高精度测量仪器对光源驱动的需求。

关键词：光电子学;驱动电路;MAX1978;温度控制;XTR111;恒流驱动

基金资助：国家重点研发计划项目(No.2022YFA1604104)；广东省自然科学基金杰出青年项目(No.2021B1515020101)；广东省极端条件重点实验室项目(No.2023B1212010002)资助。