半導(dǎo)體激光器溫度控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、本文介紹了我國目前常用的SLD型中小功率半導(dǎo)體激光器組件的恒溫控制系統(tǒng)的研究、改進及其軟、硬件方面的性能研究與研制。
　　 無論半導(dǎo)體激光器應(yīng)用在任何領(lǐng)域，總是希望它能長期穩(wěn)定地工作。半導(dǎo)體激光器除去激光器本身的性能因素外，造成器件退化和不穩(wěn)定的因素很多，如環(huán)境溫度不穩(wěn)定、驅(qū)動電流波動、頻繁的浪涌沖擊以及散熱等問題，因此半導(dǎo)體激光器的穩(wěn)恒控制顯得極為重要。本文的內(nèi)容是對恒溫控制單元驅(qū)動模式的分析、相關(guān)外圍器件的設(shè)計，以及對恒溫控

2、制單元算法的研究。
　　 激光二極管的工作溫度與激光二極管的類型有關(guān)。小功率激光二極管要求其具有高穩(wěn)定性，因此需要利用半導(dǎo)體制冷器(TEC Thermo Electric Cooler)作為控溫系統(tǒng)的控溫執(zhí)行器件。由改變驅(qū)動TEC電流的方向來實現(xiàn)制冷或者加熱，精密調(diào)節(jié)制冷器的電流大小就可以實現(xiàn)精密控溫，這是本文的重要組成部分--溫度控制部分。
　　 本系統(tǒng)采用模糊控制理論與數(shù)字PID參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整相結(jié)合的控制算法。該控制

3、算法以工程中常用的臨界比例度法確定系統(tǒng)在特定溫度點數(shù)字PID控制的參數(shù)，然后利用該參數(shù)由拉格朗日二次插值得到P、I、D參數(shù)的插值公式。最后，系統(tǒng)對具體設(shè)定的溫度點，根據(jù)插值公式進行數(shù)字PID參數(shù)自整定調(diào)整，進而輸出適當(dāng)控制量，以控制LD的溫度。
　　 對整個溫控系統(tǒng)進行了實驗研究，結(jié)果表明：該系統(tǒng)在10℃～40℃溫度范圍內(nèi)，測量分辨率為0.03℃，控溫精度為0.2℃，系統(tǒng)建立時間為360秒左右。本溫控系統(tǒng)經(jīng)濟、實用，為中小功率L