基于TEC控温的半导体激光器热稳定性仿真及其热特性表征

发布时间：2025-01-15 10:52

　　随着现代科技的快速发展,各种高新技术得到了广泛的关注和研究,其中半导体激光技术是现代科技的重要部分,但半导体激光器的散热问题已成为制约其发展的主要瓶颈。相对于其它几种激光器的控温方案,热电制冷(TEC)具有体积小巧、结构简单以及容易集成等优点。本课题选用了目前被广泛应用的蝶形封装光纤布拉格光栅稳定型半导体激光器作为研究对象。探讨激光二极管控温温度对半导体激光器输出光特性的影响,以求得到控温温度对半导体激光器性能的影响规律,从而提出更合理的半导体激光器的控温温度和供电方案。本课题的研究采取了仿真模拟计算分析与实验测量验证相结合的研究方式。首先分析了热电制冷系统模块对半导体激光器的热特性影响,论证了实验所选的研究对象具有良好的热电控温性能。设计并选型搭建了一套包括半导体激光器工作系统和激光器性能测试系统的实验装置。主要研究思路是从温度因素对半导体激光器的影响入手,通过仿真,考虑论证了热电制冷模块对于蝶形封装的半导体激光器的必要性和有效性,仿真发现TEC制冷模块具有良好的控温性,仿真条件范围内,LD控温温度受LD功率影响相对较大,但最大温差仅为1.54℃。通过实验,探讨分析了温度因素对半导体激...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1典型蝶式封装半导体激光器的内部结构示意图

图2.1典型蝶式封装半导体激光器的内部结构示意图激光二极管的作用是根据注入电流激发产生激光，光电二极管的作导体激光器激发激光的光功率，生成反馈电流，为半导体激光器驱动路设计和功率控制提供一个实时的反馈参数[36]。热电控温模块(TEC)安装在管壳内部，位于基座和组件管壳之间，....

图2.2粒子数反转

图2.2粒子数反转2）激励方式和阈值条件：正向电流太小时，为自发辐射模式，并只有当光的增益大于损耗的情况下，谐振腔内处于振荡模式，发剧增，产生激光，这个正向电流即为阈值电流。如图2.3所示。图2.3半导体激光器激光二极管（LD）工作原理示意图3）谐振腔：在垂自于P-....

图2.3半导体激光器激光二极管（LD）工作原理示意图

最终形成粒子数反转。图2.2粒子数反转激励方式和阈值条件：正向电流太小时，为自发辐射模式当光的增益大于损耗的情况下，谐振腔内处于振荡模式，产生激光，这个正向电流即为阈值电流。如图2.3所

图2.4不同温度下半导体激光器的V-I特性

图2.4不同温度下半导体激光器的V-I特性P-I特性的影响后形式为线性关系的半导体激光器，其输出光功率：=()表2.4输出光功率与电流关系式中的符号含义表符号含义P输出光功率I驱动电流阈值电流阈值电....

本文编号：4027292