基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的激光器恒溫控制儀的應(yīng)用研究.pdf

1、溫度特性是半導(dǎo)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(chǔ)上，針對半導(dǎo)體制冷原理，設(shè)計并研制了半導(dǎo)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(yīng)速度快等優(yōu)點. 文中分析設(shè)計系統(tǒng)的第一步就是建

2、立描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(xué)模型也不盡相同.本文用一種全新的數(shù)學(xué)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(shè)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(jié)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(jié)合的方法應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)體激光器恒溫控制單元的執(zhí)行方案. 本文設(shè)計了一種改進型的脈寬調(diào)制電路，其采用了數(shù)字和模擬電路相結(jié)合的辦法，通過改變輸出電壓的脈沖寬度和幅值，對BTL驅(qū)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