大功率半導體激光器光纖耦合模塊溫度控制技術.pdf

1、半導體激光器(LD)是一種新型的小型光源，它的優(yōu)點有很多，體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、功耗低、驅(qū)動電源簡單、能直接調(diào)制、結構簡單、使用安全、其應用領域非常廣泛。它的應用領域其中包括有美容、醫(yī)療、材料的處理、航天科技及軍事用品等領域。近幾年的來，科技得到了飛速發(fā)展，各種方向都得到了空前的提高，其中高功率、高亮度的半導體激光器光纖耦合模塊受到人們的關注是越來越多。由于半導體激光器的材料和其結構所決定，受到溫度的影響很大，溫度的變化導致半導體

2、激光器所輸出的波長等特性的變化，從而影響半導體激光器的正常使用，以至于半導體激光器的工作壽命也會因為工作溫度過高的影響而縮短。溫度對半導體激光器的影響所得到的重視越來越重大，對于半導體激光器來說一個穩(wěn)定且恒定的工作溫度是十分重要的，要想讓半導體激光器達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，一個穩(wěn)定的工作溫度是半導體激光器穩(wěn)定工作的前提，所以研究大功率半導體激光器恒溫控制的具有極其重要的意義。
　　本論文在對輸出功率為10W的高功率半導體激光器光纖耦合

3、模塊的基礎上進行的研究，通過半導體激光器產(chǎn)生熱的多少為依據(jù)進行半導體制冷器選取，再利用所選取的半導體制冷器為主要的制冷器件，并設計了半導體激光器光纖耦合模塊溫控系統(tǒng)的硬件電路，其中有溫度采集電路、控制電路、監(jiān)測電路三部分。溫度采集部分主要為由封裝在耦合模塊內(nèi)部的PT100熱敏電阻和外部16位高精度串行A/D轉(zhuǎn)換器LTC1864等元件組成。溫度控制部分主要包括DSP控制器TMS320LF2407和D/A轉(zhuǎn)換器LTC1655及其外圍電路、以

4、及具有雙向電流控制功能的高度集成便于操作的熱電制冷器驅(qū)動模塊MAX1968。溫度監(jiān)測部分主要通過串行通信芯片將采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機，通過接到的溫度數(shù)據(jù)由此來得知激光器光纖耦合模塊內(nèi)部的溫度的變化過程，從而最終完成了對溫控系統(tǒng)硬件電路的整體的設計。
　　應用Matlab軟件中的Simulink組件建立激光器溫控系統(tǒng)的PID算法模型和模糊自適應PID算法的模型，通過將這倆個模型進行對比和分析得出了結論，從理論上證明了模糊自適應