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用于瓦斯检测的DFB激光器驱动与温控系统研究
资料介绍
甲烷对特定波长激光的特征吸收是精确测量其浓度的有效方法。在该方法中，需要使用波长可调谐的激光器，分布反馈式(DFB)激光器是可选光源之一。为了使分布式激光器的波长与甲烷气体的吸收峰值能够有效匹配，需要对分布反馈式半导体激光器的波长进行精确调谐。由于波长与温度和驱动电流有确定的依赖关系，研究分布反馈式半导体激光器的电流驱动和温度控制模块是非常重要的。目前，国内外的温度控制和电流驱动大多是独立的、功能比较完善，但价格昂贵，性价比低，为了提高性能、降低价格，本文研究了DFB型半导体激光器的驱动与温控系统。该系统结构简单，集驱动和温度控制于一体，能满足甲烷浓度检测对光源稳定性的要求。 本文首先从DFB半导体激光器的原理分析了影响半导体激光器稳定性的诸多因素：然后详细讨论了设计半导体激光器驱动和温控的意义和理论基础；最后设计了DFB激光器驱动和温度控制系统的硬件电路，编写了相应的处理和显示软件，实验表明，该驱动和温度控制电路能够可靠工作。 在DFB激光器驱动器的设计中，采用大规模集成芯片(MAX3669)驱动DFB，通过外加元件构成了激光器的保护电路；在DFB激光器温度控制器设计中，采用铂电阻作为温度传感器，利用半导体致冷器(TECI-12704)作为系统执行元件(大规模集成芯片(MAX1969)驱动该制冷器)。另外，还设计了LD温度数据采集与分析系统，该系统首先以10Hz的采样频率采集温度数据，然后对数据进行保存、分析及处理，得到了系统响应波形。
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