發(fā)布時(shí)間：2022-01-06 06:25

　　相對(duì)于外腔半導(dǎo)體激光器,分布式反饋（Distributed Feedback Laser,DFB）激光器的溫調(diào)率較高,為實(shí)現(xiàn)飽和吸收穩(wěn)頻,需要對(duì)激光器溫度進(jìn)行精密控制。分析了飽和吸收穩(wěn)頻系統(tǒng)的控溫需求,基于MAX1978芯片設(shè)計(jì)了精密溫控系統(tǒng);利用恒流源對(duì)測(cè)溫電橋電路進(jìn)行了線性優(yōu)化,利用遺傳算法對(duì)模擬PID電路參數(shù)進(jìn)行快速整定,系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)0.2mK的控溫穩(wěn)定度,比同類設(shè)計(jì)的穩(wěn)定度高1～2個(gè)數(shù)量級(jí),解決了飽和吸收譜線明顯晃動(dòng)的問(wèn)題,具有廣闊的應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：半導(dǎo)體光電. 2020,41(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

飽和吸收譜

溫控系統(tǒng)原理框圖如圖2所示，實(shí)驗(yàn)選用的激光器內(nèi)部封裝了熱敏電阻和半導(dǎo)體制冷器（Thermo Electric Cooler,TEC），其中，熱敏電阻作為測(cè)溫元件，TEC作為溫度補(bǔ)償元件。熱敏電阻實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前溫度，并與目標(biāo)溫度比較，將得到的溫差信號(hào)作為誤差信號(hào)輸入PID補(bǔ)償電路；PID補(bǔ)償電路輸出控制信號(hào)調(diào)整PWM控制器，驅(qū)動(dòng)TEC實(shí)現(xiàn)加熱或制冷，反饋調(diào)整當(dāng)前溫度并最終實(shí)現(xiàn)溫度穩(wěn)定。常見(jiàn)的基于TEC控溫的實(shí)現(xiàn)方式有兩種，一種是采用分立元件實(shí)現(xiàn)，另一種是采用專用的集成芯片實(shí)現(xiàn)。前者較為繁瑣，調(diào)試?yán)щy；后者操作簡(jiǎn)單，集成度高，性能更穩(wěn)定，因此本文選用專用的TEC控溫芯片。常見(jiàn)的TEC控溫芯片[7]如表1所示。

綜合上述芯片特點(diǎn)，MAX1978芯片高度定制，可提供最高為±3V的TEC雙向電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)TEC的制冷或加熱，其需要外接的電路少、簡(jiǎn)單實(shí)用、控溫精度高、效率高[8]，因此本文選用MAX1978芯片來(lái)設(shè)計(jì)精密控溫系統(tǒng)。電路框圖如圖3所示，TEC的兩端分別接在OS1和OS2引腳處；熱敏電阻Rt一端接FB-引腳，另一端接地。溫度變化時(shí)測(cè)溫電橋失衡，電橋兩臂的壓差信號(hào)經(jīng)差分放大50倍后輸入PID補(bǔ)償電路；PID補(bǔ)償電路輸出的控制信號(hào)通過(guò)CTLI引腳進(jìn)入PWM控制器，進(jìn)而調(diào)整流入TEC電流的大小和方向，最終實(shí)現(xiàn)溫度校正。測(cè)溫電路和PID補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)是本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，后文將進(jìn)行詳細(xì)介紹。2 基于線性化電橋的測(cè)溫電路


本文編號(hào)：3571919