基于模糊PID的半导体激光器工作温度控制.pdfVIP

第31卷 第 6期 光 学 仪 器 VoI．3l，No．6 2009年 l2月 OPTICAL INSTRUME[NTS December，2009 文章编号 ：10O5—5630(2O09)O6—0030—05 基于模糊 PID的半导体激光器工作温度控制* 吴仕平，陈 军，蔡 洁，刘二丽，刘 庆 (华侨大学 机电及 自动化学院，福建 泉州 362021) 摘要：温度对 ID(1aserdiode)发光功率的稳定性影响非常明显，而在 ID的应用中需要其输 出 很稳定的光功率，所 以对其工作温度 的控制具有重要 的现实意义。现采用模糊 自整定 PID (proportionintegralderivative)控制器对半导体激光器 ID的3-作温度进行控制 ，并与无温度控 制时的ID输出光功率进行比较 。通过实验 ，该方法不但能很好地实现 ID输 出光功率的稳定， 光功率稳定度为 0．0304 ，而且能使 系统很快进入稳定状态。 关键词：模糊 自整定PID控制；半导体激光器；光功率；稳定度 中图分类号：TN 248．4，TP2 文献标识码 ：A TemperaturecontrollingforLD basedonfuzzyPID control 肌 ，Shiping，CHENJun，CAIJie，LIUErli，LIUQing (CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，HuaqiaoUniversity，Quanzhou362021，China) Abstract：Thestabilityoflightfrom ID (1aserdiode)isaffectedbytemperatureobviously，and theoutputofID needstobevery stableIightpowerin theapplication．Therefore，itis importanttocontrolitsworktemperaturepracticallyin thispaper，Fuzzyself-adaptingPID (proportionintegralderivative)controllerisusedtocontrolthetemperatureofsemiconductor ID．ItiscomparedwithID withouttemperaturecontrolling．Theexperimenta1resultsshow thatthismethodcannotonlyachieveagoodstabilityofID output(theopticalpowerstability iS0．080495／)，butalsoenablethesystem toenterthesteadystatequickly． Keywords：fuzzyself—adaptingPIDcontroller；LD；lightpower；stability l 引 言 自1962年世界上第一台半导体激光器(ID)问世以来，使得光电子技术发生了巨大的变化，其应用覆 盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。由于半导体激光器的体积小、结构简单、输 入能量低、寿命较长、易于调制及价格低廉等优点，使得它在各个领域中都有非常广泛的应用。 而ID的输出光功率稳定是其应用的先决条件，所以，人们很早就对 ID的功率和温度进行控制与补 偿。在上个世纪90年代 中期，国外就 已经报道了许多关于光源输出功率和温度控制的方案 引。近年来， 国内的高等院校和研究所也开始着眼于对 ID的光强稳定性研究。目前，激光器的稳定功率方案大多着 眼于设计激光器的恒流驱动源和制冷电路 。国内外很多厂家生产的ID，其长期稳定度仅为±0．05dB (≈±1 )[。因此，进一步提高 ID的输出功率的稳定性和实现 ID的高精度温度控制成为人们的研究 收稿 日期：2009—06—04 基金项目：福建省 自然科学基金项 目(D0