大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊溫度控制技術(shù).pdf

1、半導(dǎo)體激光器(LD)是一種新型的小型光源，它的優(yōu)點(diǎn)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(jié)構(gòu)簡單、使用安全、其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。它的應(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)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(dǎo)體激光器光纖耦合模塊受到人們的關(guān)注是越來越多。由于半導(dǎo)體激光器的材料和其結(jié)構(gòu)所決定，受到溫度的影響很大，溫度的變化導(dǎo)致半導(dǎo)體

2、激光器所輸出的波長等特性的變化，從而影響半導(dǎo)體激光器的正常使用，以至于半導(dǎo)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(dǎo)體激光器的影響所得到的重視越來越重大，對于半導(dǎo)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(dǎo)體激光器達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，一個穩(wěn)定的工作溫度是半導(dǎo)體激光器穩(wěn)定工作的前提，所以研究大功率半導(dǎo)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(dǎo)體激光器光纖耦合

3、模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行的研究，通過半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生熱的多少為依據(jù)進(jìn)行半導(dǎo)體制冷器選取，再利用所選取的半導(dǎo)體制冷器為主要的制冷器件，并設(shè)計了半導(dǎo)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(jī)，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(shè)計。
　　應(yīng)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(yīng)PID算法的模型，通過將這倆個模型進(jìn)行對比和分析得出了結(jié)論，從理論上證明了模糊自適應(yīng)