本項目基于Cerebot32M*4板子作為系統的主控制器，設計一種全新架構的大功率半導體激光器系統，針對大功率激光二極管的工作特點，設置相應的傳感器，并將這些傳感器采集的信號統一送至PIC32控制板，有PIC32單片機控制各個激光模塊的工作狀態(tài)。具有創(chuàng)新性的是，利用網絡模塊可將PIC單片機處理的信號在網頁上實時監(jiān)控，并且，當某個激光模塊出現故障時，系統能夠檢測出故障并自動啟動備用模塊，保證了整個激光器系統的正常工作。廣泛應用與工業(yè)加工，醫(yī)療等行業(yè)。
　　1.系統整體架構：
　　本系統以Digilent公司的Cerebot32M*4開發(fā)板作為主控核心，通過外部擴展的Pmod網絡模塊實現組網與遠程控制功能。針對大功率半導體激光器的工作特點，設置了數字式的電流，電壓采樣傳感器，功率采樣傳感器，單總線溫度傳感器?？刂撇糠职塑泦与娐罚?a href='http://www.socialnewsupdate.com/tags/te/' target='_blank' class='arckwlink_none'>TEC制冷溫控模塊以及激光二極管控制電路。上述傳感器將采集信號傳送給PIC32控制器，由其將信號處理后輸出相應的控制信號，并將工作狀態(tài)參量上傳網絡，實現遠程監(jiān)控。系統原理框圖如圖一。
　　
　　圖表 1系統整體原理圖
　　2.主要模塊介紹
　　2.1 激光二極管電流噪聲傳感模塊
　　傳統的激光二極管陣列裝置的驅動電路，可以精確控制電流，但電路設計復雜，維護不便，且又僅靠模擬技術實現，無法與外部處理器進行數據交換，不能很好地監(jiān)控激光管的工作狀況。該裝置采用PIC32單片機和和擴展傳感器結合，當半導體激光器串聯群中有一個或多個損壞，可以采用測量噪聲的方式來檢驗和發(fā)現，并及時報警，從而確保整個系統工作的連續(xù)性、可靠性。
　　2.1.1電流噪聲巡檢原理
　　隨著半導體激光器在各個領域的廣泛應用，其自身的噪聲性能也越來越受到人們的重視。對半導體激光器的噪聲特性進行研究，不僅可以研究器件產生噪聲的機理，制備低噪聲器件，而且也可以依據器件的噪聲大小對器件進行可靠性評估。激光器的電噪聲主要是由于載流子的漲落引起的，引起載流子的漲落因素很多，如注入電流的漲落，載流子的復合和產生速率的漲落，光子發(fā)射和吸收速率的漲落，以及光增益漲落。通過對激光的電噪聲測量，可以監(jiān)測激光器的諸多參數和性能。作為應用而言，要求激光二極管應具有最低的電噪聲和最高的穩(wěn)定性，因為驅動電流的大小不僅會造成激光二極管的噪聲，還會造成輸出波長光譜線寬的展寬。
　　本系統中LD光功率采樣模擬信號、電流采樣信號及溫度傳感信號經放大后由A／D轉換為數字信號，PIC32單片機接受此信號進行運算處理，反饋控制信號經D／A
　　轉換后再分別送往激光器電流源電路，形成光功率的閉環(huán)控制。一旦有一個或多個激光二極管損壞，通過噪聲巡檢的方法及時發(fā)現并報警，同時通過PIC單片機自動啟用備用激光二極管模塊。保證系統的正常工作。
　　因為該系統需要控制多個數模轉換器D／A及模數轉換器A／D協調工作，如果由單片機直接控制，必然占用其過多的資源，因為單片機還需要控制顯示、鍵盤和各種接口的工作，進而加重其工作負擔。采用外部擴展A／D、D／A很好地解決了這個問題。