2 LD驅動控制電路設計 
LD與監(jiān)測二極管是集成在一起的元器件。流入LD的電流經(jīng)過APC電路的預偏置電流。APC電路通過電流負反饋電路抑制由于溫度變化、器件老化等引起的光功率的變化。APC電路部分采用背向光反饋自動偏置控制方式，即用半導體激光器組件中的PD光電二極管監(jiān)測LD背向輸出的光功率。因為背向輸出光功率能跟蹤前向輸出光功率的變化，通過閉環(huán)控制系統(tǒng)就可以調節(jié)激光器的電流，達到輸出穩(wěn)定光功率的目的。 
APC電路由運算放大器1，2和晶體管Q1以及外圍電路組成，該電路是一個以三極管為核心的負反饋系統(tǒng)，具有自動穩(wěn)定激光器光輸出功率的功能。反饋取自LD的背向光，由背向光監(jiān)測二極管檢出并轉換成相應的電流，經(jīng)電容器C1濾波后，進入運放的反向輸入端，將電流信號轉換成電壓信號V1。運放的同向輸入端由LM336 和運放組成的+2.5 V穩(wěn)定基準源及變位器R5組成�；鶞孰妷旱妮敵鰹閂2，可以通過變位器進行調節(jié)。 
在給驅動電路加上電壓的瞬間，會產生一個較大的沖擊電流，瞬間電流的大變化會影響半導體激光器的使用壽命。此外，一般情況下，電源電壓都是由交流220 V經(jīng)變壓整流提供給驅動電路電壓，外部串入的干擾信號也會產生瞬間的大電流，這樣，長期工作也會影響半導體激光器的使用壽命。 
基于這種情況，在設計中引人慢啟動電路，即在基準源的輸入端并接二極管和電容，其中的電容在10～470μF左右，其最佳值在22～47μF。這樣，驅動電路不受電源電壓的干擾，具有慢啟動效果，使激光器不會受到每次開啟電源時產生的過流沖擊，延長了激光器的使用壽命。 
APC電路控制過程如下：當由于某種原因，使LD的輸出光功率降低時，耦合至光電二極管的電流也同比例減小，即V1減小，這樣，通常狀態(tài)下的平衡被打破，使得運放1輸出端的電壓即V3將會增大，于是，三極管Q1的基極電流增大，集電極電流也隨之增大，而集電極電流正是流入LD的電流。因此，流入激光器的電流增大，輸出光功率相應增大，從而使輸出光功率保持不變;反之，亦然。 
根據(jù)本傳感器的激光器的性能參數(shù)，選擇合適的電阻電容進行匹配，調節(jié)電位器，可以得到不同的光功率輸出值。該光纖傳感器LD光源的閾值電流在8 mA左右，穩(wěn)定工作在10～30mA之間。輸出功率與驅動電流在大于閾值電流后呈較好的線性關系。正常工作時能輸出-0.1，-1，-2，-5，-10 dB等可調的穩(wěn)定的光功率值。電路中的參數(shù)配置，使流入LD的電流不會超過其極限值。 
實驗證明：該設計電路正確可行，基于背向監(jiān)測器的自動光功率反饋保證了光纖傳感器能夠在功率恒定的情況下正常工作。 
3 結論 
本文所設計的驅動電路，通過慢啟動和功率自動控制電路解決了激光器在使用中輸出功率不穩(wěn)定的問題，其穩(wěn)定度優(yōu)于0.5%，達到了較好的穩(wěn)流效果。本文中的光纖傳感器是應用于液氮的低溫環(huán)境下，本次實驗是在室溫下進行，將其耦合器和其驅動電路部分通過光纖引出處于室溫(25℃)下，溫度變化不是很大，因此，沒有引入溫度補償控制電路。下一步實驗將使光纖傳感器處于液氮的低溫環(huán)境下工作，溫度波動較大，需要考慮加入自動溫度補償電路，實現(xiàn)恒溫控制。