針對(duì)被廣泛應(yīng)用的ADN8830的溫度控制技術(shù)方案的缺陷開展了研究.首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)激光器的輸出光功率與激光器的工作溫度之間存在一定的正弦波動(dòng)關(guān)系,并對(duì)這一現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了分析.然后利用分析結(jié)果對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改進(jìn)電路設(shè)計(jì)后明顯改善了輸出光功率與激光器的工作溫度之間的正弦波動(dòng)關(guān)系,使溫控精度從0.5℃提高到±0.02℃,激光器輸出光功率穩(wěn)定在±0.02 mW內(nèi). 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,41(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

25 ℃目標(biāo)溫度下PLT5-520B型激光器功率-時(shí)間圖

如圖 3 所示, 改進(jìn)電路部分主要是采用主控制器STM32F103C8T6對(duì)激光器的輸入電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐? 在前人所述電路中, 恒流源通過(guò)檢測(cè)激光器的偏置電流, 進(jìn)而調(diào)節(jié)注入電流的大小, 溫度控制部分通過(guò)檢測(cè)熱敏電阻的反饋電壓大小并利用PID調(diào)節(jié)控制TEC的工作電流大小, 進(jìn)而控制激光器的工作溫度. 改進(jìn)電路中, 在恒流源和激光器之間增加補(bǔ)償電路, 主控制器STM32F103C8T6通過(guò)檢測(cè)熱敏電阻的反饋電壓大小和偏置電流大小判斷激光器光源處的溫度變化, 進(jìn)一步確定閾值電流的變化, 進(jìn)而在恒流源輸出電流的基礎(chǔ)上對(duì)激光器的注入電流進(jìn)行一定增補(bǔ), 以消除閾值電流變化帶來(lái)的激光器輸出功率波動(dòng). 另外, 注入電流的增補(bǔ)必然導(dǎo)致激光器發(fā)熱量的變化, 因此, 主控制器在增補(bǔ)注入電流同時(shí)對(duì)溫控系統(tǒng)進(jìn)行一定干預(yù).2.2 恒電流驅(qū)動(dòng)部分電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

恒電流驅(qū)動(dòng)部分電路主要通過(guò)控制芯片ADN2830進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)小功率半導(dǎo)體激光器的輸出光功率. 如圖 4 所示, 通過(guò)設(shè)置芯片引腳PSET與GND之間的電阻值來(lái)控制輸出功率的整體大小; 通過(guò)IBIAS引腳與半導(dǎo)體激光器相連監(jiān)控激光器的偏置電流, 通過(guò)與設(shè)定值比較進(jìn)而調(diào)控激光器功率, 可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器平均光功率的閉環(huán)控制, 通過(guò)改變輸入半導(dǎo)體激光器的電流來(lái)控制和調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器的輸出光功率.由于小功率半導(dǎo)體激光器的工作電流受半導(dǎo)體激光器工作環(huán)境影響較大, 激光器的工作電流隨工作環(huán)境溫度的變化而波動(dòng), 基于此配置, 通過(guò)檢測(cè)半導(dǎo)體激光器PD部分的偏置電流, 可以實(shí)時(shí)調(diào)整半導(dǎo)體激光器的輸入工作電流, 進(jìn)而達(dá)到激光器輸出功率恒定的目的.

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3048518