基于可调谐半导体激光器光纤光栅电缆接头测温系统研究

本文介绍了采用可调谐半导体激光器解调技术的光纤光栅电缆接头温度监测系统,包括解调原理、系统构成、以及实际测试效果。与现有解调技术相比,在精度、稳定性、和可靠性等方面都有了极大提高。为今后的实际工程应用及功能拓展打下了良好的基础。     

激光器的温度控制

介绍了高功率双端泵浦绿光激光器温度控制的研究。采用DSP芯片作为系统的控制核心，针对三个不同的参数进行有效控制，在满足必要指标的基础上达到了激光器能够保持长时间高功率稳定可靠的运行。并且在完成样机后，经过较长时间的运行和一定范围内的应用取得了很好的效果。     

基于单片机的激光器精确温度控制系统设计

针对应用于激光光源投影显示的半导体激光器工作温度特性,设计了一种基于单片机ATmega16配合温度传感器Pt100和半导体制冷器TEC的温度控制系统。采用遗传算法整定的PID控制算法设计软件,利用H桥驱动芯片DRV592以PWM方式驱动TEC,实现激光器工作温度控制。实验结果表明运行稳定,温度采集和温度控制精度都可达到±0.1℃,满足实际激光光源的投影显示中温度控制要求。     

灯泵浦激光器与半导体泵浦激光器比较

半导体及灯泵浦激光器都是采用ND：YAG（掺钕钇铝石榴石）晶体作为激光产生的材料,它们可将808nm的可见光转换为1064nm的不可见的激光,但输出激光的另一个更关键的因素是使晶体棒输出激光的泵浦源,半导体泵浦是利用半导体二极管发出808nm的光波;而灯泵浦是利用氙、氪灯发出的光采泵浦,但氙、氪灯发出的光的光谱较广,只是在808nm处有一个稍大的峰值,其它波长的光最后都变成无用的热量散发掉了。因此半导体泵浦的激光器的转换效率比灯泵浦要高得多得多。优点如下：     

利用光声光谱技术校准红外波长可调谐激光器

针对可调谐波长红外光源输出波长与实际波长存在偏差,本文设计了基于光声光谱技术的红外波长校准仪。首先,使用待校准的激光器照射装有气体小分子的光声腔,获得所装载分子的振转精细吸收光谱。然后利用这些简单气体小分子已知且精确的振转光谱峰位置与所得的光声光谱进行对比,最后,通过对比对红外激光器输出激光波长进行校准。本文利用装有甲烷和氨气气体的光声腔获得了本实验室光学参量震荡器（OPO/OPA）相应的波长校正拟合曲线,并成功对其在 2800-3600 cm-1 的范围内输出波长进行了校准。本红外光校准仪具有测量范围广,对现有的激光校准仪器有着互补的作用。     

基于可调谐OPO激光器的光度探头定标技术

OPO可调谐激光器具有光谱范围宽、功率高的特点,用于标定光度探头的光谱响应度可使蓝端功率提高两个数量级以上,信噪比显著改善。本文建立了基于可调谐OPO激光器的光度探头定标装置,采用电压积分法实现了带有I/V转换器的集成式光度探头的脉冲光电信号采集,在450~610 nm范围内,将光度探测器的相对光谱响应度测量不确定度降低至Urel=0.2%(k=2)。基于OPO可调谐激光器的光度探头定标技术,提供了一条提高光辐射探测器响应度测量精度的新技术路径,具有广泛的应用前景。     

半导体激光器环境温度控制仪的研究

基于热电制冷原理和PID参数自整定理论,本论文设计了一种半导体激光器环境的温度控制仪.进行了温度控制系统的总体设计,采用模块化设计,将系统设计成三部分模块:半导体制冷器模拟驱动模块、单片机控制系统模块、GPIB接口转换模块.     

LD泵浦固体激光器温控单元的设计

为了使半导体激光器的激光波长和输出功率稳定,必须对其温度进行控制。介绍了LD泵浦固体激光器恒温控制系统的软、硬件方面设计。温度采集电路采用具有高输入阻抗和高共模抑制比的测量放大电路,利用半导体制冷器（thermo electric cooler,TEC）作为控温系统的控温执行器件。由改变驱动TEC电流的方向来实现制冷或者加热,软件采用增量型防积分饱和的数字PID算法,根据实验结果温控控制精度在土0．5℃,可以满足对半导体激光器温度控制精度和稳定性的要求。     

燃气轮机温度控制与性能试验

我国近期引进的F级燃气轮机,有的已进入性能试验考核验收阶段。确保机组在设计的燃机透平进口温度下运行,是进行性能试验时测定机组输出功率和效率的基准条件。介绍了燃机温度控制方式及其与机组性能试验出力和热耗率的关系。指出温控修正参数的准确性将影响燃机透平进口温度,从而影响燃机性能试验的基准。还介绍了通过轴功率平衡和能量平衡,推算燃机透平进口温度的方法,以供试验时参考。     

新型半导体激光电源的设计

设计了一种小功率高稳定半导体驱动电源，该电源以恒流源驱动芯片HY6340为核心，结合半导体致冷器、温度控制芯片、数字温度传感器、过流过压保护电路对半导体激光器进行可设定温度的恒温控制。分析了主电路和控制电路的工作原理，给出了测试结果，与传统电路相比，电源具有结构简单、性能优异、使用元件少、价格低廉等特点。     

电路老化试验箱恒温控制系统的设计

针对电路老化试验箱温度控制精度较高的要求和温度控制系统的大时滞、非线性特性,设计出一种基于固态继电器和自整定PID算法的恒温控制系统。该设计方法采用固态继电器提高了系统的可靠性,采用自整定PID算法简化了控制器参数的设置,提高了控制系统的精度。设计给出了基于单片机应用下系统的软、硬件实现方法。     

非制冷红外焦平面温度控制电路研究

介绍了非制冷红外焦平面温度控制的必要性,对红外焦平面温度控制进行了详细分析研究,设计了具有PID补偿网络的温度控制电路,并讨论了如何配置PID参数,用大量实际实验验证了该电路的有效性。整个温度控制电路精度高、稳定性好并可以根据实际应用调整参数,对非制冷红外焦平面温度控制的应用具有参考价值。     

Development of self-conducting current bypass circuit for series-connected diodes in high power semiconductor light source

This paper proposes a self-conducting current bypass circuit for series-connected diodes in high power semiconductor light source. This circuit enables the main circuit current flow continuously, even if several of the diodes connected in series are open because of breakdowns. Herein, the composition, operation, and circuit design method of the proposed circuit are described. Moreover, the development of a simulation model of the fuse, which is an element of the circuit, is described. Furthermore, the simulation result of the proposed circuit using the fuse model is presented, and the method of determining the circuit constant based on the simulation result is demonstrated. Finally, by connecting a prototype circuit based on this study in parallel with series-connected diodes, we show that the main circuit current of 60 A flow continuously even when one of the diodes is open.     

激光测距仪远程控制系统设计

介绍利用单片机控制激光测距仪并提取其数据,采用RS485协议作为远程传输标准与嵌入到上位机的测控软件双向通讯,实现激光测距仪分布式远程控制的系统.分布式测距系统集成多个测距仪,实现对各个测距仪在软件中的管理,发挥激光测距仪的非接触高精度安全测量、基于RS485分布式系统的远程可靠多点测量的优点和软件集成的高效率和测量自动化.     

激光差动多普勒的信号处理电路设计

随着微机电系统(MEMS)技术的迅速发展,对器件运动性能检测的需求日益迫切.采用激光差动多普勒测量技术能准确可靠地对MEMS器件进行动态特性测试.本文介绍了激光差动多普勒系统的信号处理电路的设计,主要包括放大电路、相敏检波电路和滤波电路.放大电路能将40 MHz频率信号放大100倍,相敏检波电路滤除了高频信号,分离出多普勒频移信号,滤波电路进一步滤除相敏检波电路输出信号中的载波信号和高频噪声.本电路设计最终实现了从光路系统输出的高频信号中提取多普勒信号.     

分布式反馈激光器温度监测系统设计

为了保持分布式反馈激光器(DFB)工作时温度的恒定,提高输出激光的功率稳定度与波长稳定度,提出了一种模糊比例积分微分(PID)算法与遗传算法结合的温度处理优化算法,并根据DFB激光器内部温度传感器的非线性特性,设计了具有线性化处理功能的温度采集电路;采用正/反相功率放大电路,设计了半导体制冷器(TEC)双向驱动电路,实现了DFB激光器温度信息的采集、处理以及反馈调节的闭环监测系统。经MATLAB软件仿真,优化后的PID算法经15 ms到达设定温度值,最大波动幅度约为1.1,波动次数为1次;经系统测试,采用优化后的PID算法作为温度处理算法能够将DFB激光器工作时温度波动范围限制在±0.5℃之间并且使其输出激光的功率稳定度和波长稳定度分别达到了±0.1 mW和±0.5 nm。     

基于CAN总线的分散式高精度温度控制系统设计

介绍了一种基于CAN总线的温度控制系统,讨论了该系统在多用户条件下的智能化现场控制器的具体设计,现场控制器通过CAN总线与主控计算机相连,构成一种基于CAN总线的分散式高精度温度控制系统。系统由上位管理机、CAN适配卡和智能节点组成,采用网络拓扑结构的总线方式,以AT89C52单片机为温度控制器,通信位速率为125kbit/s。详细分析了温度控制器的技术指标与各种测温元件热端温度t的测量技术,应用二次抛物线插补法求温度t,采用积分分离消除超调及长时间振荡。论述了PID调节器参数的获得方案、自整定方法及益处等。最后,进行了仿真实验与实际应用。该系统已应用于热电厂的热网控制电路中,提高了电厂运行效率。     

基于运动蓄电的智能温控衣设计

针对目前市场上的温控衣只能通过市电充电,导致在寒冷的边疆等充电不便的条件下不能长时间使用的现状,设计了一种能运动蓄电、手机调温的智能温控衣。运动蓄电采用人体运动切割磁感线,产生电能给蓄电池充电;手机调温采用蓝牙通信技术,实现温控衣与智能手机的通信;STM32芯片作为控制核心,利用增量式PID算法使温控衣的温度始终保持在用户所设定的温度。测试结果表明,当运动速度达到2m/s(>2m/s)时,机械能转换电能的效率达到(超过)电源适配器充电的效果,解决了温控衣仅依赖市电充电的问题。