半导体激光器温度控制系统的的设计.pdfVIP

维普资讯 第36卷 第4期 激 光 与 红 外 Vo1．36，No．4 2006年4月 LASER ＆ INFRARED April，2006 文章编号 ：1001-5078(2006)04-0261-04 半导体激光器温度控制系统的设计 焦明星，邢俊红，刘 芸，范吉中，安龙华 (西安理工大学 机械与精密仪器工程学院精密仪器系 陕西西安710048) 摘 要：设计了一种基于MCS一51系列微控制器的激光二极管(LD)温度控制系统，该系统分 别采用铂电阻及半导体制冷器作为温度传感器和控温执行元件，并应用模糊理论与数字PID 参数自适应调整相结合的控制算法对LD温度进行控制。实验结果表明：该系统在10—40℃ 温度范围内的控温稳定性优于0．2~C，能够有效抑制LD波长的漂移。 关键词：半导体激光器；半导体制冷器；数字PID控制；模糊理论 中图分类号：TN248．4；TP272 文献标识码：A DesignofTemperatureControlSystem forSemiconductorLaserDiode JIAOMing-xing，XINGJun—hong，LIUYun，FANJi—zhong，ANLong-hua (Dept．ofPrecisionInstruments，SchoolofMechanicalandInstrumentalEngineering， Xi’naUniversityofTechnology，Xi’na710048，China) Abstract：BasedontheMCS．51micro-controller，alaserdiode(LD)temperaturecontrolsystemhasbeendesigned naddeveloped，whichadoptsplatinumnadthermo·electriccooleras temperaturesensorandexecutedeviceoftemper- aturecontrolrespectively，anditmakesuseofacontrolalgorithmcombiningthefuzzyhteorynadadaptiveaajuatment ofdigitalPIDparameterstocontroltheLD temperature．Theexperimentalresultsindicatehtatthestabilizationoftem· peraturecontrolisbetterthan0．2~Cwithinthetemperaturerangefrom 10~(2to40~C，nadhtedriftofhteLDwave- lengthcallbesuppressedeffectively． Keywords：laserdiode；thermo．electriccooler；digitMPIDcontrol；fuzzyhteory 1 引 言 定的应用领域 ，必须严格控制 LD的温度。中国科 半导体激光二极管具有体积小、效率高、波长易 学院安徽光学精密机械研究所利用数字式温度传感 调制等优点，广泛用于干涉测量、固体激光和光存储 器DS18B20构造大功率LD恒温制冷系统，控温精 等技术领域，引起人们极大的关注及浓厚的研究兴 度达到士0．ICE[；中国工程物理研究院流体物理 趣。但是，LD的输出波长与其管芯温度有密切关 系，当温度