半導(dǎo)體激光治療儀的設(shè)計中期報告

1、半導(dǎo)體激光治療儀的設(shè)計 報 告 人： 指導(dǎo)教師：2015年5月4日2 0 1 1 級 本 科 中 期 報 告 治療原理及設(shè)計要求1目錄目錄 系統(tǒng)硬件設(shè)計2 遇到的問題及未完成的工作3 工作進度及安排4 治療原理及設(shè)計要求 圖1 激光器發(fā)光特性根據(jù)激光器的發(fā)光特性，電流從0逐漸增大，輸出功率逐漸增大。當(dāng)驅(qū)動電流大于激光器的閾值電流時產(chǎn)生激光。注：由圖1可知，電流增大，輸出功率增大，溫度升高，半導(dǎo)體閾值電流增大，對輸出功率造成影響。 治療原理及設(shè)計要求1、激光器半導(dǎo)體PN結(jié)受溫度影響較大，當(dāng)電流增大時輸出功率增大，進而使溫度升高，PN結(jié)閾值電流增大，需連接反饋電路，來控制激光器輸出功率的影響。2、

2、激光器半導(dǎo)體PN結(jié)是在正向低壓、低阻抗的條件下工作的。抗干擾能力差，稍強的電干擾對激光器造成損壞?？梢约觽€軟啟動電路。使激光器上的電流緩慢增加。3、激光二極管在直接注入載流子的條件下工作的，因此驅(qū)動電流對光功率的影響很大。驅(qū)動電源必須采用恒電流源并且穩(wěn)定。這樣才使激光器穩(wěn)定輸出。 系統(tǒng)硬件設(shè)計整體方案設(shè)計電 源恒壓電路軟啟動電流驅(qū)動LDPD反饋電路按鍵輸入單片機系統(tǒng)狀態(tài)顯示 本次設(shè)計主要考慮到用戶使用的安全性和便捷性。兼顧元器件性能穩(wěn)定性和安全可靠性。尤其是外界的電干擾和溫度對元器件的影響。同時也應(yīng)該遵從穩(wěn)定、簡單和低功耗的原則。根據(jù)要求，單片機連接供電、穩(wěn)壓、穩(wěn)流、保護等電路系統(tǒng)，可以滿足治

3、療儀的設(shè)計要求。 硬件系統(tǒng)的設(shè)計光刺激效應(yīng)光化效應(yīng)激光熱效應(yīng)壓強效應(yīng)電磁效應(yīng)電 源 電 路 設(shè) 計 系統(tǒng)供電分為外接直流適配器供電和內(nèi)置電池供電。因鋰電池是先恒流充電后恒壓充電，所以需采用恒流/恒壓算法的充電管理芯片。由其組成的充電電路，只需幾個外部元件，即可實現(xiàn)充電功能。圖1 鋰電池充電原理圖 硬件系統(tǒng)的設(shè)計干擾性太差，稍強的電壓可能對半導(dǎo)體激光器PN結(jié)造成損壞加個穩(wěn)壓電路吧此系統(tǒng)此系統(tǒng)主要將主要將NCP551芯片作芯片作為主要為主要部件。部件。它能提它能提供高精供高精度穩(wěn)定度穩(wěn)定電壓。電壓。圖2 穩(wěn)定電路的原理圖 硬件系統(tǒng)的設(shè)計加入購物車previous基準(zhǔn)電壓源電 流 驅(qū) 動LDPD單片

4、機系統(tǒng)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖該治療儀的驅(qū)動電路由基準(zhǔn)電壓、V-I轉(zhuǎn)換和反饋三部分組成。基準(zhǔn)電壓主要由NCP551來提供高精度穩(wěn)定電壓來完成。LD的輸出功率經(jīng)過PD轉(zhuǎn)化成電壓信號，再經(jīng)由V-I轉(zhuǎn)化成電流，反饋到輸入端，以彌補LD輸出功率的變化。從而穩(wěn)定激光器的光輸出功率。 硬件系統(tǒng)的設(shè)計圖圖 3 軟軟 啟啟 動動 電電 路路 圖圖 由于激光器半導(dǎo)體由于激光器半導(dǎo)體PN結(jié)的抗干擾性較差，瞬間電流結(jié)的抗干擾性較差，瞬間電流/電壓可能對其造電壓可能對其造成不可修復(fù)的損壞。故在系統(tǒng)中加入軟啟動電路。其原理就是通過成不可修復(fù)的損壞。故在系統(tǒng)中加入軟啟動電路。其原理就是通過RC電電路滯后電壓，使激光器兩端的電壓緩慢增加，以達到保護目的。路滯后電壓，使激光器兩端的電壓緩慢增加，以達到保護目的。 遇到的問題及未完成工作1、針對雙波長，有的研究是將兩種不同波長的光通過光波耦合技術(shù)合成一束激光輸出。此技術(shù)較復(fù)雜，且違背課題設(shè)計要求。故而采用較簡單方式，將808nm和980nm的半導(dǎo)體管芯組合成光纖輸出組件。2、對溫度控制電路，曾考慮過應(yīng)用半導(dǎo)體制冷器和溫度傳感器組成反饋電路進行控制。通過查找資料，可以將輸出功率輸出PD，在經(jīng)過V-I轉(zhuǎn)換器的反饋來彌補LD輸出功率的變化。The Challenge系統(tǒng)主程序的設(shè)計和系統(tǒng)測試The unfinished 工作進度及安排第十、十一周：完