高精度QCL驱动器推动微型激光无人机应用

本文主要探讨了一种针对微型无人机应用的高性能量子级联激光器(QCL)驱动器的设计与实现。激光驱动微型无人机的核心技术之一是精确控制激光器的注入电流，以便通过激光烧蚀效应实现精确的动力传输。该驱动器由以下几个关键部分组成： 1. 电压产生模块：这是驱动器的基础，负责将外部电源转化为适合QCL工作的电压信号，确保激光器的稳定工作。 2. 内环反馈恒流源模块：通过内环控制系统，保持注入电流在设定值附近，提供高精度的电流控制，确保激光器的输出特性不受外部扰动影响。 3. 外环反馈模块：这是一个高级控制环节，用于调整和优化整体系统的性能，通过对激光器的输出功率或温度进行反馈，实现更精确的动态调整。 4. 保护电路：为了防止过电压或过电流对QCL造成损害，驱动器还包括保护电路，能在异常情况下自动断开或限制电流，保障设备安全。 经过精心设计，该QCL驱动器实现了极高的线性度，即注入电流与驱动电压之间的关系接近理想线性，达到了99.93%。这意味着驱动器能有效地将输入的电压信号转换为所需的精确电流，这对于微型无人机的稳定飞行至关重要。 在实际测试中，驱动器被应用于中心波数为2083 cm^-1 的QCL激光器，驱动器的高效性能得到了验证，QCL激光器的输出功率可以达到130 mW。这表明，该驱动器不仅能满足驱动微型无人机的基本需求，还具备较高的输出功率，能够支持无人机在空中执行复杂任务。 总结来说，这篇论文不仅介绍了微型无人机利用激光驱动的新方法，还展示了高精度QCL驱动器的设计和优化过程，这对推动微型无人机技术的发展以及激光驱动技术在无人机领域的应用具有重要意义。研究人员刘飞、林君、王言章和陈晨通过这项工作，为微型无人机的自主导航和精确操控提供了强有力的技术支持。