可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统设计

文档摘要：温度稳定性对可调谐激光器波长和功率的稳定性起着至关重要的作用,因此,本文设计并开发了一种可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统.首先,为了精确测得激光器工作温度值,设计了一种压差测量电路,对非线性热敏电阻进行精确线性测量;其次,为了向半导体制冷器(TEC)输出稳定的控制电流,设计了一种线性控制的H桥驱动电路,消除了TEC工作电流受到的纹波干扰;再次,为了提高温控系统的抗干扰能力,设计了深度负反馈电路作为系统的内环控制;最后,为了实现温度的实时调节,应用位置式PID对系统进行外环控制.实际电路测试结果表明:设定温度在15～35℃范围内时,激光增益芯片2h温控稳定度优于±0.005℃,能够满足可调谐激光器温度控制的高稳定性需求.

Abstract：Temperaturestabilityplaysanimportantroleinthestabilityofwavelengthandpoweroftunablelasers.Therefore,adualclosed-looptemperaturecontrolsystemwithhighstabilityfortunablelasersisdesignedanddeveloped.Firstly,inordertoaccuratelymeasuretheoperatingtemperatureofthelaser,adifferentialpressuremeasurementcircuitisdesignedtoaccuratelyandlinearlymeasurethenonlinearthermistor.Secondly,inordertooutputstablecontrolcurrenttothethermoelectriccooler(TEC),alinearcontrolH-bridgedrivercircuitisdesignedtoeliminatetherippleinterferenceofTECworkingcurrent;Thirdly,inordertoimprovetheanti-interferenceabilityofthetemperaturecontrolsystem,adeepnegativefeedbackcircuitisdesignedastheinnerloopcontrolofthesystem;Finally,inordertorealizethereal-timetemperatureregulation,positionPIDisusedtocontroltheouterloopofthesystem.Theactualcircuittestresultsshowthatthe2htemperaturecontrolstabilityofthelasergainchipisbetterthan±0.005℃whenthesettemperatureiswithintherangeof15～35℃,whichcanmeetthehighstabilityrequirementsofthetunablelasertemperaturecontrol.

作者：李永康   朱兴邦   朱云波   喻一凡   戴永寿 Author：LIYongkang   ZHUXingbang   ZHUYunbo   YUYifan   DAIYongshou
作者单位：中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院,山东青岛266580中国电子科技集团有限公司第四十一研究所,山东青岛266555
刊名：传感器与微系统 ISTICPKU
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(6)
分类号：TP273
关键词：可调谐激光器  半导体制冷器  双闭环温度控制  高稳定性  
Keywords：tunablelaser  thermoelectriccooler(TEC)  doubleclosed-looptemperaturecontrol  highstability  
机标分类号：TP311.52TP271TN82
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：国家自然科学基金可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统设计[
期刊论文]  传感器与微系统--2024, 43(6)李永康  朱兴邦  朱云波  喻一凡  戴永寿温度稳定性对可调谐激光器波长和功率的稳定性起着至关重要的作用,因此,本文设计并开发了一种可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统.首先,为了精确测得激光器工作温度值,设计了一种压差测量电路,对非线性热敏电阻进行精确...参考文献和引证文献
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关键词：可调谐激光器,半导体制冷器,双闭环温度控制,高稳定性,

2024-10-4 01:19 上传 可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统设计.pdf

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