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外腔半导体激光器的温度控制

更新时间：2020-02-28 15:41:37 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：半导体激光器温度控制片机智能型光源 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

本论文着重研究了外腔半导体激光器(ECLD)双重温度控制电路的设计方案,并研制了为智能光源系统提供支持电压的稳压电源. 对于外腔半导体激光器,影响其稳定度的因素主要是工作温度的漂移和驱动电流的变化.当ECLD内部温度增加时,输出功率也随之减小,如果温度不稳则可能会引发模式跳跃现象,其结果会严重影响ECLD的稳定度；其次,ECLD的阈值电流随温度升高而升高,整个激光器的特性曲线基本上随温度的变化而平行移动；同时,长期工作于温度过高状态将导致ECLD的老化甚至损坏.因此,对于ECLD的高精度温度控制有着非常重要的意义. 本实验的研究对象为智能型光源系统,它是以外腔半导体激光器为核心的. 我们对激光器以及整个智能光源系统进行双重温度控制,它由两个定值闭环负反馈温控系统组成:采用PID控制原理的模拟电路和以单片机为核心的数字电路系统.一方面,当LD工作发热时,其内部集成的负温度系数的热敏电阻把温度变化的信号快速转换为电信号,然后与预先设定的基准温度作比较得到差值,再经信号处理后驱动同样是其内部集成的半导体致冷器,以保持LD的温度恒定.这部分是由采用PID控制原理的模拟电路实现的.另一方面,对于由LD等组件构成的智能光源系统而言,将其整合在密封箱内,采用温度传感器、单片机、半导体致冷片等组件构成的温控系统来控制整个密封箱及其内部的温度,而这部分是通过以单片机为核心的数字电路系统来实现的.实验结果表明: 智能光源系统的温度控制精度可达±0.5℃,而半导体激光器的PID温度控制精度则可达到±0.03℃.本论文还提出了一种采用ARM处理器的改进控制方案,使ECLD外围伺服电路更加的精确、高效和小型化. 智能型光源系统稳压电源是一种双极性、多路输出、高稳定性直流稳压电源,它为包括稳频伺服电路、温控电路、恒流源、波长调谐电路在内的整个智能光源系统提供支持电压.它共有八路输出,分别为+5V、+8V、±12V、±15V,输出电压误差小于±0.02V. 在外腔半导体激光器的应用研究中,采用带有温控系统的ECLD时,其工作温度得到有效控制,输出功率的稳定性得到显著改善.