CN109782257A - 一种输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置，包括：脉冲半导体激光器(1)，限流电阻(2)，取样电阻(3)；所述限流电阻(2)一端连接电源电压，另一端连接脉冲半导体激光器(1)，所述脉冲半导体激光器(1)与取样电阻(3)并联连接并接地，所述限流电阻(2)的另一端与所述取样电阻(3)串联，所述取样电阻(3)两端的电压有一个始终和发射光脉冲信号同步的下降沿信号，所述下降沿信号作为脉冲半导体激光发射装置输出的高精度同步信号。本发明提出的脉冲激光发射装置输出同步信号精度高，且成本低、系统简单可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种脉冲半导体激光发射技术领域，特别涉及一种输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置。
背景技术
目前常用的中近距离激光测距系统都是基于脉冲飞行测距体制，采用脉冲半导体激光器作为激光发射光源，如激光引信、半导体激光测距机等。采用脉冲半导体激光器的激光测距装置，具有成本低、体积小、可靠性高的优势。
脉冲飞行测距体制通过计算目标回波脉冲时刻与脉冲发射时刻(即同步信号)的时间差计算并得出目标的距离信息，因此其同步信号的提取精度在很大程度上影响系统的测距精度。
一般的半导体激光测距系统采用发射脉冲的控制脉冲信号作为系统的同步信号。由于控制脉冲信号与激光脉冲产生时刻有延时，且每只激光器的延时存在不一致性，特别是，随着环境温度的变化，即使是同一只激光器的延时也会有温度漂移。因此，这种体制的激光测距系统的测距精度难以保证。
在某些对测距精度要求比较高的应用中，为了提高系统的测距精度，采用了在激光二极管管芯的后方或前侧方加装一个激光探测器，对发射激光脉冲进行探测，从而精确测定激光脉冲的产生时刻，作为系统精确的同步信号。这种体制的激光测距系统有较高的测距精度，但采用了额外的激光探测器及电路，提高了系统的复杂度，增加了成本，降低了系统的可靠性。
本方案的脉冲半导体激光发射装置中，舍弃了增加激光探测器的方案，选用了在发射电源端增加一个限流电阻和一个取样电阻，通过感知电源电压的变化来确定激光脉冲发射时刻。该装置成本低、系统简单可靠，且可有效保证输出高精度的同步信号。
发明内容
本发明目的在于提供一种输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置，以解决现有脉冲半导体激光测距系统同步信号或精度低，或系统复杂、成本高、可靠性低的问题。
针对上述技术问题，本发明提出一种输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置，其包括：脉冲半导体激光器，限流电阻，取样电阻；所述限流电阻一端连接电源电压，另一端连接脉冲半导体激光器，所述脉冲半导体激光器与取样电阻并联连接并接地，所述限流电阻的另一端与所述取样电阻串联，所述取样电阻两端的电压有一个始终和发射光脉冲信号同步的下降沿信号，所述下降沿信号作为脉冲半导体激光发射装置输出的高精度同步信号。
其中，所述的脉冲半导体激光器由激光二极管管芯、场效应管、场效应管驱动器和储能电容组成，其中，限流电阻的一端连接激光二极管管芯的第一端，激光二极管管芯的第二端连接场效应管，场效应管的控制端连接场效应管驱动器的输出端，场效应管驱动器的输入端接控制脉冲信号，场效应管驱动器的电源端接电源电压，储能电容的一端连接激光二极管管芯的第一端，储能电容的另一端接地。
其中，所述的限流电阻的用于限制外部电源对储能电容的充电速度，加强激光发射装置的工作稳定性。
其中，所述的激光二极管管芯为单个激光二极管管芯或多激光二极管管芯阵列。
本发明提出的脉冲激光发射装置作为激光测距系统的一部分，在工作时，外部控制信号输入控制脉冲信号给场效应管驱动器控制场效应管的通断，进而脉冲半导体激光器发射出亚ns级脉宽的激光脉冲，储能电容由于高速放电而电压急剧下降，此时与脉冲半导体激光器并联的取样电阻两端的电压会有一个和发射光脉冲信号同步的下降沿信号，此电压下降沿信号即可作为脉冲半导体激光发射装置输出的高精度同步信号。
本发明提出的脉冲激光发射装置输出同步信号精度高，且成本低、系统简单可靠。
附图说明
图1是本发明提供的输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置的示意图。
1.脉冲半导体激光器 2.限流电阻 3.取样电阻 4.激光二极管管芯 5.场效应管6.场效应管驱动器 7.储能电容
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1，本发明的一种输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置包括：脉冲半导体激光器1，限流电阻2，取样电阻3。半导体激光器1与限流电阻2串联连接并接电源电压，半导体激光器1与取样电阻3并联连接并接地。
其中，脉冲半导体激光器1由激光二极管管芯4、场效应管5、场效应管驱动器6和储能电容7组成。场效应管驱动器6输入端接控制脉冲信号，电源端接电源电压。限流电阻2的一端连接激光二极管管芯4的第一端，激光二极管管芯4的第二端连接场效应管5，场效应管5的控制端连接场效应管驱动器6的输出端，储能电容7的一端连接激光二极管管芯4的第一端，储能电容7的另一端接地。
其中，激光二极管管芯4可为单个激光二极管管芯或多激光二极管管芯阵列。
所述的脉冲激光发射装置一般作为激光测距系统的一部分，在工作时，外部控制信号输入控制脉冲信号给场效应管驱动器6控制场效应管5的通断，进而脉冲半导体激光器1发射出亚ns级脉宽的激光脉冲，储能电容7由于高速放电而电压急剧下降，此时与脉冲半导体激光器1并联的取样电阻两端的电压会有一个和发射光脉冲信号同步的下降沿信号，此电压下降沿信号即可作为脉冲半导体激光发射装置输出的高精度同步信号。
本发明提出的脉冲激光发射装置输出同步信号精度高，且成本低、系统简单可靠。
Claims (4)
1.一种输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置，其包括：脉冲半导体激光器(1)，限流电阻(2)，取样电阻(3)；其特征在于，
所述限流电阻(2)一端连接电源电压，另一端连接脉冲半导体激光器(1)，所述脉冲半导体激光器(1)与取样电阻(3)并联连接并接地，所述限流电阻(2)的另一端与所述取样电阻(3)串联，所述取样电阻(3)两端的电压有一个始终和发射光脉冲信号同步的下降沿信号，所述下降沿信号作为脉冲半导体激光发射装置输出的高精度同步信号。
2.根据权利要求1所述的输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置，其特征在于，所述的脉冲半导体激光器(1)由激光二极管管芯(4)、场效应管(5)、场效应管驱动器(6)和储能电容(7)组成，其中，限流电阻(2)的一端连接激光二极管管芯(4)的第一端，激光二极管管芯(4)的第二端连接场效应管(5)，场效应管(5)的控制端连接场效应管驱动器(6)的输出端，场效应管驱动器(6)的输入端接控制脉冲信号，场效应管驱动器(6)的电源端接电源电压，储能电容(7)的一端连接激光二极管管芯(4)的第一端，储能电容(7)的另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置，其特征在于，所述的限流电阻(2)的用于限制外部电源对储能电容(7)的充电速度，加强激光发射装置的工作稳定性。
4.根据权利要求2所述的输出高精度电同步信号的脉冲半导体激光发射装置，其特征在于，所述的激光二极管管芯(4)为单个激光二极管管芯或多激光二极管管芯阵列。
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