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快速半导体激光器温度控制系统设计
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100, [2]青岛镭创光电技术有限公司,山东青岛250000
  • 相关基金:国家自然科学基金(11204160)
中文摘要:

温度是影响半导体激光器性能指标之一,为了实现快速稳定的温度控制,研究了系统的温度控制硬件和算法。系统以MSP430低功耗微控制处理器为核心,采用自动调节制冷片电压和脉冲宽度调制(PWM)输出脉冲方式相结合的驱动电路,根据系统的机械控制热平衡模型和装置的高低温实验建立了自适应温度调节算法。经过高低温实验研究,从-40~50℃控制到温度为23℃时,激光器温度稳定所消耗的时间分别为2 min 30 s和1 min 30 s,其中控制精度为0.2℃。对激光器功率稳定性进行实验分析,控温前后激光功率的稳定性,从5%提高到1%以内,满足人眼安全对激光功率密度的要求,该方案的设计对于小功率、快速稳定的激光系统的设计具有可借鉴意义。

英文摘要:

Temperature was one of the parameters influencing the characteristic of the semiconductor laser.To realize the temperature control quickly and stably,the temperature controlling hardware and algorithm were researched. The system was based on the Micro Control Unit(MCU) MSP430. The driver circuit was used, adjusting circuit voltage adaptively was in conjunction with output style of pulse width modulation.The self-adjusting temperature algorithm was also designed by the model of the mechanical temperature balance and experiment in high-low temperature test-box. According to the experiment result, the stability time from the temperature-40-+50 ℃ to the setting temperature 23 ℃ were respectively 2 min 30 s and1 min 30 s, respectively. The control precise was 0.2 ℃. By the analysis of power stability experiment result,the laser power stability is improved from 5% before temperature control to less than 1% after temperature control. The laser power stability density is safe for the eye. The schematic design of system has significance for the small power and quick stability laser system.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466