基于现代控制理论分析设计的半导体激光恒温系统

针对固体激光器晶体在工作中因热效应产生的影响,对激光器的晶体建立温度控制器,采用半导体制冷器(TEC)准确控制温控台工作时的温度,用现代控制理论分析该系统,建立系统的数学模型,并推导出其状态空间方程.提出使温度快速稳定在目标温度附近的温度控制方案.简述了该测试仪器的工作原理和系统硬件组成,并对传感器的选用等内容进行了详细的论述.     

半导体激光器温度控制驱动电路的优化设计

半导体激光器晶体在工作中对热效应产生的影响非常敏感,因此,对激光器的晶体温度要求非常高.设计了一种改进型的脉宽调制电路,其采用了数字和模拟电路相结合的方法,通过改变输出电压的脉冲宽度和幅值,对驱动电流的方向和大小分别控制就可以在输出端得到不同的输出功率.这样就可以控制半导体制冷器(TEC)的输出功率,进行温度的粗调和微调,粗调使TEC快速升温或降温,微调使系统最终达到动态稳定.     

半导体激光器驱动器输出电路的设计

本文提出了半导体激光器驱动器输出电路的设计方案,应用负反馈的原理来实现对输出电流的控制.本文阐述了半导体激光器驱动器输出电路的设计方法以及针对输出电路的仿真结果分析.结果表明驱动器输出电路即恒电流驱动电路的电路设计准确,可确保输出稳定的250mA电流.     

半导体激光器驱动器安全保护电路的设计

半导体激光器在光纤通信、信息存储与读取、作为高效泵浦源等方面的应用越来越广泛,因此对激光器驱动器的性能和安全保护有着很高的要求.本文阐述了半导体激光器驱动器安全保护电路的设计方法以及针对两种保护电路的仿真结果分析.结果表明该保护电路可以实现对驱动器的安全保护,可确保输出稳定的250mA电流.     

LD温度控制系统在光纤磁场传感器中的应用

光纤磁场传感器所使用的磁光晶体的法拉第旋转角会随着入射光波长的不同而不同,半导体激光器的工作温度对输出波长有很大影响。因此,必须对半导体激光器的工作温度进行高准确度的控制才能使光纤磁场传感器工作稳定。利用单片机驱动半导体致冷器对半导体激光器进行温度控制,不仅简单,而且温度控制稳定、准确度高。可使半导体激光器的输出波长保持稳定,保证了光纤磁场传感器的测量准确度。     

基于DSP芯片的半导体激光器稳频控制方法研究

本文提出一种新的稳频方法,此方法的设计思想是：检测出半导体激光器频率的变化量,通过温度粗调电流细调的方法对半导体激光器进行稳频,根据此想法设计了基于DSP控制的半导体激光器稳频系统的硬件和软件,对数控电流源进行了仿真,并且对仿真结果进行了分忻;对半导体激光器稳频系统进行了理论分析,频率稳定度达到了6．73×10^-7.     

电流调制半导体激光器的特性分析

研究了电流调制半导体激光器的动力学特性.首先介绍了半导体激光器的动力学方程和参数.进一步依据Lyapunov指数的定义,仿真系统的最大Lyapunov指数随参数的演化曲线.最后给出了电流调制半导体激光器的相图和状态变量随时间的演化曲线.     

半导体激光器数字温度控制系统的设计

为满足光纤传感对半导体激光器温度控制的要求，设计了半导体激光器数字温度控制系统。介绍了半导体激光器数字温度控制系统的工作原理，针对被控对象的特点，建立和分析了系统的数学模型，并采用双闭环串级调节系统结构的方法，设计了系统的硬件结构，介绍了软件实现方法。实验结果表明使用数字温度控制系统可以使LD的输出波长偏差小于0．01nm。该系统可以满足光纤传感等领域对半导体激光器温度控制精度和稳定性的要求。     

气体传感器中半导体激光器的温度控制

不同气体分子由于其特征结构不同,对应于不同的吸收光谱,通过气体对特定波长光的吸收,形成了光谱吸收式气体传感器。在光谱吸收式气体浓度检测系统中,保证半导体激光器输出光波长的稳定性是最为重要的,而激光器的温度是影响输出波长的主要因素之一。目前,通常采用激光器内部的热敏电阻器作为激光器温度的测量依据,但受到激光器结构的限制热敏电阻器不能精确快速地指示激光器的温度,影响了检测系统的正常工作。为了解决这个问题,通过对垂直腔面发射半导体激光器应用的分析,在原有热敏电阻器的基础之上,加入对激光器输出波长的监测,形成了热敏电阻器与输出波长的双重检测的温度控制方案,改变传统的仅有热敏电阻器单参数的温度控制方案,形成双参数的数字PID控制决策,实验结果表明:光源温度偏差可以控制在0.01℃以内,进一步提高了光学气体传感器的工作稳定度。     

半导体激光器恒温控制系统的建模分析及优化设计

针对半导体激光器晶体在工作中因热效应产生的影响,对激光器的晶体设计了一种温度控制系统,运用经典控制理论的思想和方法分析该温度控制系统,建立了数学模型,依据数学模型对系统在S域和时域内进行了论证,对控制器PID的比例积分及微分参数提出了优化依据,从而提出了一种温度控制方案.并用计算机MATLAB对恒温系统进行了仿真.