一个运算放大器解决方案来稳定激光输出

　　半导体激光二极管（SLD）通常会与一个光电二极管封装在一起。从这个光电二极管输出的电流可以被监测以调节激光二极管的输出功率强度。然而，SLD 容易受到温度变化和模式跳变等病态漂移的影响，这些都会改变输出强度。一种常用的稳定输出强度的方法是首先将光电二极管电流转换为电压。然后，这个电压可以被微控制器读取，在微控制器中可以编程逻辑来调整供给激光二极管的电流。

这种方法如图 1 所示。　

使用微控制器通过检测光电二极管电流来调节激光二极管输出功率。

　　图 2 提供了一种替代实现方案，该方案使用单个运算放大器。当电路通电时，初没有光电二极管电流。运算放大器的正输入端被拉到 VCC，运算放大器驱动激光二极管。这会在光电二极管中产生电流，从而在 R1 上产生电压降，设置运算放大器的正输入端为：Vcc – Iphotodiode R1。
　　图 2 使用负反馈的单运放解决方案来提供输出功率调节。
　　运放放大这个电压并将其馈送给激光二极管。系统在由以下因素确定的操作点处稳定：
　　激光二极管的 VI 强度曲线
　　激光二极管和光电二极管之间的耦合效率
　　光电二极管的电流强度响应
　　之后，负反馈会稳定输出强度的任何变化。如果激光强度增加，光电二极管会响应并产生更大的电流，从而在 R1 上产生更大的电压降。这会降低运算放大器的输出电压，进而降低激光强度。相反，当激光输出功率下降时，会表现出相反的行为。
　　该电路是在面包板上使用 Texas Instruments 的 OPV314 850-nm VCSEL 和 OPA551P 运算放大器构建的。R1 设置为 68 kΩ，VCC 设置为 5 V。

　　从运放的正节点捕获的示波器波形如图 4 所示，展示了激光的稳定输出（任意单位）。R1 可以用来控制输出功率强度。

　　图 4 运算放大器正节点的示波器波形（作为输出激光强度的代理）。