半導(dǎo)體激光器熱電控制技術(shù)研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光器是一種新型的激光光源。它具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單、耗能低、壽命長和易調(diào)制等特點，已在國防軍事、通信、醫(yī)學(xué)，工業(yè)計量等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但是，在工作過程中時刻伴隨著熱量的產(chǎn)生，半導(dǎo)體激光器溫度的升高會造成輸出波長、閾值電流及輸出功率等的變化，嚴重影響其工作性能及使用壽命。本文針對此問題設(shè)計了一種基于DSP的高精度溫度控制系統(tǒng)，保證了半導(dǎo)體激光器工作性能的穩(wěn)定。本文所作的主要工作內(nèi)容如下：
　　設(shè)計了基于DSP的高精度的溫

2、度采集及控制系統(tǒng)。系統(tǒng)分為溫度測量單元、微處理器單元和溫度控制單元。測溫單元以A級精度的Pt1000鉑電阻為溫度傳感器，同時采用三線制電橋、多倍高精度運放、精密電阻實現(xiàn)了溫度的高精度和高分辨率的檢測。微處理其單元以高速處理器件DSP為核心，結(jié)合16位高精度A/D與D/A轉(zhuǎn)換器件實現(xiàn)了溫度信號的高精度采集及控制信號的高精度輸出。溫度控制單元由熱電致冷器及專業(yè)控制芯片MAX1968組成，結(jié)合控制微處理器提供的控制電壓信號，可根據(jù)環(huán)境溫度對半

3、導(dǎo)體激光二級管進行高效率雙向溫度控制。
　　分析了半導(dǎo)體激光二極管控溫系統(tǒng)的特點，設(shè)計了基于模糊自適應(yīng)算法為基礎(chǔ)的控制模型，在一般PID控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加上一個模糊控制環(huán)節(jié)，利用模糊控制規(guī)則在線對PID參數(shù)進行修改，不但具有模糊控制靈活而適應(yīng)性強的優(yōu)點，還具有PID控制精度高的優(yōu)點。
　　在上述控制系統(tǒng)和控制算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個小型的恒溫阱，對激光器的工作環(huán)境進行密封保溫處理，并針對激光二級管進行了實驗驗證及數(shù)據(jù)分析。