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‘hth华体会官网下载’半导体激光器自动温度控制电路设计

本文摘要:本文对用作通信设备的半导体激光器温度控制电路展开了模型创建和分析,并从自动控制的角度对温控电路形式展开了详尽的性能指标分析和测试,通过对有所不同的掌控方法的建模分析和测算数据的对比得出结论了一种更为有效地的温度控制电路,可以符合一般温控系统的拒绝。 一、章节 在光纤通信领域,一般来说用于半导体激光器作为光源,而半导体激光器的升空波长与管芯的温度密切相关,温度增高将造成波长逆宽(一般为0.1nm℃),对于一般的单波长光通信系统来说,波长的飘移对系统性能并无过于大影响。

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本文对用作通信设备的半导体激光器温度控制电路展开了模型创建和分析,并从自动控制的角度对温控电路形式展开了详尽的性能指标分析和测试,通过对有所不同的掌控方法的建模分析和测算数据的对比得出结论了一种更为有效地的温度控制电路,可以符合一般温控系统的拒绝。  一、章节  在光纤通信领域,一般来说用于半导体激光器作为光源,而半导体激光器的升空波长与管芯的温度密切相关,温度增高将造成波长逆宽(一般为0.1nm℃),对于一般的单波长光通信系统来说,波长的飘移对系统性能并无过于大影响。但对于密集波分适配系统(DWDM),由于地下通道间的波长间隔早已较小,维持波长的平稳就显得十分最重要。

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例如,工作在C波段的32波系统,通路波长间隔为100GHz(大约0.8nm),而工作在C+L波段的160波系统,通路波长间隔为50GHz(大约0.4nm)。因此,如果不对激光器管芯的温度加以控制,微小的温度变化将造成整个系统的不能用。另外,半导体激光器是对温度脆弱的器件,其阈值电流、输入波长以及输入光功率的稳定性都对温度十分脆弱,其工作寿命也与其工作温度密切相关。  实验指出,温度每增高30℃激光器的寿命不会减少一个数量级。

对于可靠性拒绝低的场合,且确保激光器的寿命就必须对管芯温度加以控制,这样在系统中就必须可选一个自动温度控制电路(ATC)来构建对激光器管芯的温度控制。  二、温度控制系统原理  如图1是一个典型的温度控制系统原理框图,传感器将测量到的实际温度值与原作温度值展开较为得出结论误差信号,误差信号送到控制器并驱动执行器对温度展开调节,由于对系统的起到,使得整个系统的温度一直平稳在设定值上。  在光通信系统中,一般有两类光源必须展开温度控制。

一类是作为通信光源用的激光器,一类是泵浦激光器,而在这两类光器件中,一般来说都构建了用作包含温度控制电路的热敏电阻和热电致冷器(TEC:展开致冷或致热)。  那么,外围电路就必须已完成温度检测信号的缩放,经过必要的控制器电路后,通过功率放大器去驱动TEC致冷器已完成温控过程。

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因此,温控电路主要的环节有:  温度信号检测缩放电路、控制器电路以及功率放大电路等。  三、热模型的创建  一般带上致冷激光器的少见结构是首先将激光器、腹光管、热敏电阻等组件加装在一个子热沉上,然后再行相同到TEC制冷器上,当温控电路长时间工作时,坐落于TEC上的子热沉将恒定在某一原作温度值。当给TEC致冷器合有所不同极性的电流时需要分别构建致冷或致热,无论正处于致冷还是致热状态,温度都会变异,而是一个较慢变化的过程。而在一定的电流下,当时间充足宽时由于外界的传热超过了平衡状态,温度将保持在某一个值(即与壳体间的恒定温差T)。

因此可以推断TEC致冷器在传递函数模型上类似于一阶惯性环节为了确认Ktec和Ttec,以某恒定电流作为TEC致冷器输出,并通过热敏电阻检测温度的变化,将收集到的温度与时间的关系通过计算机绘制获得适当的曲线。


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