基于半導體制冷技術的激光器恒溫控制儀的應用研究.pdf

1、溫度特性是半導體激光器的主要特性，不但閥值電流和輸出光功率受到工作溫度的制約，而且溫度變化還會影響到激光器的激射波長及其模式特性，一般隨著有源區(qū)溫度的升高將出現(xiàn)波長漂移，并伴隨著跳模等現(xiàn)象.這就要求為激光器提供一個穩(wěn)定而且能夠精確整定的溫度環(huán)境. 本文在分析了溫度控制特點的基礎上，針對半導體制冷原理，設計并研制了半導體激光器溫度控制儀，具有控制精度高、控制溫度范圍大、制冷響應速度快等優(yōu)點. 文中分析設計系統(tǒng)的第一步就是建

2、立描述系統(tǒng)的數(shù)學模型，由于分析目的和分析方法的不同，所以建立起的數(shù)學模型也不盡相同.本文用一種全新的數(shù)學模型來對系統(tǒng)進行描述.由系統(tǒng)的輸入-輸出描述法著手進而介紹線性定常連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述，詳細闡述了系統(tǒng)可控規(guī)范型和可觀規(guī)范性的實現(xiàn). 本文設計了一種新型的采樣電路，對傳感器采樣信號中存在的非線性誤差，采用硬件電路和軟件補償相結合的方法進行了研究.文中詳述了將恒流源橋式電路和最小二乘曲線擬合相結合的方法應用于傳感器非線性校正，

3、較好地實現(xiàn)了高精度溫度數(shù)值的測量. 針對用半導體制冷器(TEC)作為溫度控制的執(zhí)行器件進行恒溫控制.恒溫控制方法很多，本文對PID控制單元分別進行理論分析比較，最后確定了采用了比例變積分不完全微分的半導體激光器恒溫控制單元的執(zhí)行方案. 本文設計了一種改進型的脈寬調制電路，其采用了數(shù)字和模擬電路相結合的辦法，通過改變輸出電壓的脈沖寬度和幅值，對BTL驅動電路的方向和大小分別控制，就可以在輸出端得到不同的輸出功率.這樣就可以