基于FPGA的激光投影光源系统设计

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RGB激光投影扫描光源是激光投影扫描显示系统中关键部件,其特性直接影响了激光扫描投影显示系统的工作性能,因此用RGB半导体激光器光设计性能出色的激光投影扫描光源成为激光投影扫描显示技术研究的重点问题之一。本论文根据投影扫描显示要求设计了基于FPGA的激光投影光源系统其中包括了RGB半导体激光器,电流型激光光功率快速调制驱动器,温控模块等,具有可同时出射红绿蓝三种激光并且可高速调制光功率的功能,具备采用数字电路控制方式实现图像信息转化为激光光功率扫描信号的功能和自带恒温工作功能。并且具有实现体积小型化,性能优化,节省空间同时保证系统可靠工作的特点。本文探讨了RGB半导体激光器光源在激光投影扫描显示技术中重要意义,介绍了激光投影技术国内外发展和研究现状,并对RGB激光器光源驱动系统性能进行分析,设计制作了基于FPGA的RGB激光器投影扫描光源系统。本文的主要内容包括:1、本文针对激光器投影扫描光源的激光器驱动及温控技术进行研究,采用恒流驱动和恒定温度控制方案,克服了激光器输出功率随温度变化大的问题。本文采用FPGA作为主控芯片,显著地提高了系统控制的实时性与和数据吞吐量,使得激光器功率调制速度更快。2、设计FPGA数字系统,完成FPGA的设计开发流程主要包括以下若干个步骤:设计输入、功能仿真、综合、布局布线、静态时序分析、时序仿真以及下载到板上板调试等步骤。3、采用示波器、电流表和光功率计等仪器搭建测试链路,对制作完成的驱动电路进行性能测试,实验结果表明驱动器电流精度误差不超过0.2m A,稳定性可达0.042%。温度精度误差不超过0.2摄氏度,温度稳定性达0.56%。得到了RGB激光器三种光的光功率的输出与激光器工作电流的大小还有工作温度的关系曲线。测得光功率调制速度为3.2MHz。验证了将图像信息转化为激光光功率扫描信号的功能。
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